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Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de Lorraine; The aim of this study was to determine the relevant indicators of the dynamic of organic matter (OM) and some steps of the cycle of carbon, nitrogen and mineral nutrients in relation with the nature of tree species. The experimental site of Breuil-Chenue (Morvan), which allows on similar conditions, to follow the tree species effect, was used as work support. Field and laboratory experimental approaches show that 30 years after the plantation, the expression of the native forest (a coppice with standards dominated by beech, 150 year-old) disappeared, under the effect of young tree species. Marked differences were observed in litter decomposition, carbon and nitrogen mineralization, and dynamics of major elements, even in soil aggregate fractions. Groups of tree species stands were distinguished: the first one having a good potential of decomposition, concerns Douglas fir and beech, whose OM in the A1 horizon, was not abundant but relatively recalcitrant. Nitrate production was higher and implicated on Ca, Mn and Mg mobility. The second group was characterized by a low potential of decomposition. It includes native forest, and spruce plantation whose needles richest in lignin, Fe and Al accumulate on topsoil. Soil OM from these both stands presented a weak nitrate production, but release much more soluble organic compounds with a great potential of carbon mineralization in lab. Fe and Al were more mobilized. The oak plantation, with leaf litter low in lignin and richer in Ca, Mg, Mn and K, occupied an intermediate position. Plant materials were decomposed rapidly. However, strong production of litter and its high proportion of wood result in it accumulation on topsoil.; Cette étude visait à déterminer les indicateurs pertinents de la dynamique des matières organiques (MO) et de certaines étapes du cycle du carbone, de l'azote et des éléments minéraux en relation avec la nature des essences. Le site expérimental de Breuil-Chenue (Morvan), permettant dans des conditions identiques, de suivre l'effet des essences, a servi de support aux travaux. Les différentes approches expérimentales (in situ et au laboratoire) montrent que 30 ans après la plantation, l'expression de la forêt native (taillis sous futaie à hêtre dominant, 150 ans) a disparu au profit des jeunes peuplements. On observe des différences marquées dans la décomposition des substrats végétaux, la minéralisation du carbone et de l'azote, et la dynamique des éléments majeurs jusque dans les agrégats de sol. On distingue : les peuplements à bon potentiel de décomposition des MO comme les plantations de Douglas, et de hêtre, dont la MO résiduelle de l'horizon A1 est peu abondante et relativement récalcitrante. La nitrification y est efficace, et mobilise préférentiellement Ca, Mn et Mg. Les peuplements à faible potentiel de décomposition comme la forêt native, et surtout l'épicéa, dont la litière plus riche en lignine, Fe et Al s'accumule à la surface du sol, donnant lieu à une MO minéralisable abondante dans l'horizon A1. La nitrification y est très faible, et Fe et Al sont fortement mobilisés. Le peuplement de chêne aux feuilles pauvres en lignine et plus riches en Ca, Mg, Mn et K, occupe une position intermédiaire. Les substrats végétaux s'y décomposent rapidement. Cependant, la forte production de litière, et sa proportion élevée en bois favorisent son accumulation au sol.

International audience; In the Breuil-Chenue experimental site (Morvan, France), the native forest, a 150-year-old coppice with standards dominated by beech was partly clear-cut thirty years ago and replanted with several tree species. Soil samples were collected from the A1 horizon, in the 0–5 cm layer of the preserved native forest and three plantations: European beech, Douglas-fir and Norway spruce. Aliquots of 0–2 mm sieved soils were incubated for 40 days under laboratory conditions (15 ◦C, water-holding capacity). Carbon-mineralization was monitored; mineral nitrogen, water-extractable organic carbon and mineral elements were determined before and after the incubation. The release of CO2 decreased in the order: spruce > native forest > beech > Douglas-fir, whereas nitrogen net mineralization decreased in the opposite order. Douglas-fir and beech soils were characterised by high nitrification activity and high solubilization of Ca, Mg, and Mn. Native forest and spruce soils were characterized by low nitrification activity, high carbon-mineralization and high solubilization of Fe and Al.; Il y a 30 ans, dans le site atelier de Breuil-Chenue (Morvan, France), la forêt native, un taillis sous futaie de 150 ans à dominante de hêtre, était partiellement coupée à blanc, puis replantée avec diverses essences. Des échantillons de sol ont été prélevés dans l’horizon A1 (0–5 cm) sous la forêt native préservée et les plantations de hêtre, Douglas et épicéa. Les fractions de sols (2 mm) ont été incubées au laboratoire (15 ◦C, capacité au champ). La minéralisation du carbone a été suivie périodiquement. L’azote minéral, le carbone et les éléments hydrosolubles ont été quantifiés avant et après incubation. La minéralisation du carbone décroît dans l’ordre : épicéa > forêt native > hêtre > Douglas, alors que celle de l’azote décroît dans l’ordre inverse. Les sols de Douglas et de hêtre se caractérisent par une forte nitrification et solubilisent plus Ca, Mg et Mn. Ceux de la forêt native et d’épicéa nitrifient peu, minéralisent fortement le carbone et solubilisent plus Fe et Al.

National audience; Cette étude a été soutenue par les programmes Biodiversité et IFB visant à mettre en évidence l’effet de la substitution des essences sur le fonctionnement biologique et biogéochimique des écosystèmes forestiers. La biodégradation des litières est un processus clé du fonctionnement des écosystèmes, elle joue un rôle central dans le recyclage des nutriments. En fonction des teneurs relatives en constituants majeurs (cellulose, lignine et hémicellulose) la biodégradation sera plus ou moins efficace et les microorganismes impliqués plus ou moins spécialisés. L’objectif de ce travail était d’étudier et comparer l’activité biologique (le potentiel de biodégradation) sous différents peuplements suite à l’apport de substrats modèles (cellulose et bois). Des sacs en toile à bluter (7 x 7 cm et 5 μm ø) contenant des bûchettes de bois ou de la cellulose ont été disposés dans la litière de jeunes peuplements de hêtre (Fagus sylvatica L.), d’épicéa (Picea abies Karst.), de chêne (Quercus sessiliflora Smith.), de Douglas (Pseudotsuga menziesii Franco.) (30 ans) et sous hêtraie native (150 ans) du site atelier (ORE) de Breuil Chenue dans le Morvan. La dégradation de la cellulose a été suivie sur une période de 10 mois et celle du bois sur 30 mois. Les résultats montrent globalement des cinétiques de décompositions variables d’un peuplement forestier à l’autre. La décomposition de la cellulose s’accompagne d’une forte incorporation d’azote (r = 0.77 p<< 0.0001). Cette décomposition est plus efficace sous la jeune hêtraie et moindre sous la forêt native où sa demi-vie (226 jours) correspond au double de celle sous les jeunes peuplements. En outre, les analyses en composantes principales montrent que les structures de dégradations évoluent différemment dans le temps pour chaque peuplement étudié. Pour le bois, la décomposition est plus efficace sous les jeunes peuplements de hêtre et de chêne. Les échantillons disposés sous épicéa présentent la dégradation la plus lente, avec une demi-vie de 62 mois soit le double de celle des échantillons disposés sous les autres peuplements, ce qui laisse supposer que sous épicéa, les communautés microbiennes seraient moins actives et ou moins spécialisées que sous les autres essences. Le suivi de la diversité des bactéries et champignons impliqués dans la décomposition de ces substrats a également révélé des différences entre essences. Ce travail permet de mettre en évidence la particularité de chaque peuplement en terme de potentiel de dégradation de constituants organiques des litières, après 30 ans de plantation. La décomposition limitée d’un substrat complexe tel que le bois sous épicéa pourrait expliquer en partie l’accumulation de matière organique dans les horizons superficiels de ce peuplement.

TGGE (électrophorèse sur gel en gradient de température); International audience; The aim of this study was to determine the dynamics of colonisation and composition of the wood-decomposer community in a native forest and four monocultures over time. A fingerprinting method of TGGE (temperature gradient gel electrophoresis) with rDNA amplified by ITS1F and ITS2 primer pairs was optimized and used as a culture-independent approach to determine the dominant fungal species and biodiversity over a two-year period of decomposition of beech-wood samples. The bacterial community after two years was also investigated. Data showed that each tree species, as well as sampling date, displayed the characteristic community structure. There was no strong decrease in microbial species richness or Shannon-Wiener diversity index caused by a change of tree species. Nevertheless, a strong shift in decomposer community structure was evident among the tree species both for fungi and bacteria. The effect of environmental conditions was also significant.; L’objectif de cette étude était de caractériser la dynamique de colonisation d’un matériau modèle (du bois de hêtre) par les lignivores au cours de la décomposition, dans une forêt native et sous quatre essences de substitution à la forêt native feuillue. La technique d’empreinte génétique de TGGE (électrophorèse sur gel en gradient de température) ciblée sur l’ADN ribosomique, amplifié par les amorces ITS1F et ITS2, a été optimisée et utilisée pour déterminer les espèces fongiques dominantes ainsi que la diversité totale au cours des deux années d’incubation in situ des échantillons. La diversité bactérienne a également été étudiée sur les échantillons prélevés après deux années d’incubation. Les données indiquent que le peuplement et la durée d’incubation modifient la structure des communautés fongiques. Il n’y a cependant pas de forte diminution du nombre d’espèces ni de l’index de diversité de Shannon-Wiener associée au changement d’essence forestière. Toutefois, il y a une forte évolution dans la structure des communautés de décomposeurs entre les peuplements, à la fois pour les champignons et les bactéries. Les effets des paramètres environnementaux sont discutés.

National audience

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