Scaling xylem sap flux and soil water balance and calculating variance: a method for partitioning water flux in forests

Abstract

Dans le but de separer, dans l'evapotranspiration d'une foret de Pinus taeda de 12 m de hauteur, la participation des arbres de celle du sous-etage, et d'evaluer les caracteristiques de la regulation de la transpiration des arbres, les flux hydriques ont ete quantifies a partir de trois approches complementaires: a) la mesure du flux de seve brute dans les arbres, permettant de calculer la transpiration du peuplement (E C ); b) le bilan hydrique local (LWB), a partir de la mesure de la teneur en eau du sol, de la conductivite hydraulique du sol a saturation, et de la modelisation du drainage pour estimer l'evapotranspiration totale (E T ) pendant des periodes sans pluie; c) la mesure, d'E T au moyen de la methode des correlations turbulentes. Les variances de chaque estimation ont ete calculees, et une approche pour tester les differences entre E C et ET a ete proposee. Les variations journalieres de consommation en eau a partir du flux de seve etaient similaires a celles obtenues a partir du bilan hydrique. Neanmoins, la methode LWB s'est montree inadequate pour estimer les variations absolues d'E T lorsque les variations de teneur en eau du sol etaient faibles. L'estimation de E T au moyen des correlations turbulentes a montre une plus forte resolution temporelle que celle basee sur la mesure de flux de seve dans les branches. Une plus grande similitude des variations journalieres d'E T a ete montree entre les methodes des correlations turbulentes et du flux de seve dans les branches qu'avec le flux de seve mesure dans les troncs. Toutefois, des differences dans les allures de courbes semblent indiquer qu'il existe une heterogeneite de la transpiration des branches, ce qui exclut l'utilisation de cette methode pour evaluer la conductance du couvert. Dans une des parcelles, E C journalier a atteint environ 70 % d'E T estime par la methode LWB (cf. une autre etude), ou par les correlations turbulentes. A partir du calcul des variances, pour prendre en compte la variabilite spatiale des differentes estimations, on a pu montrer que la difference entre E T et E C etait significative. En dehors de l'effet du deficit de saturation de l'air, E C a montre une diminution lineaire avec l'humidite du sol, pour passer de 2,5 a 1,5 mm/j, sur une periode de 9 j de dessechement, tandis que l'humidite du sol dans la sphere racinaire (qui s'etend sur environ 0,35 m de profondeur) diminuait de 23 mm.