Dynamique des matières organiques labiles et récalcitrantes dans la tourbière de Frasne (Jura) : impact des conditions hydriques et d'un réchauffement simulé in situ

par Frédéric Delarue

Thèse de doctorat en Sciences de l'Univers

Sous la direction de Jean-Robert Disnar.

Soutenue le 26-11-2010

à Orléans , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences et technologies (Orléans) , en partenariat avec Institut des sciences de la terre d'Orléans (laboratoire) .

Le président du jury était Catherine Hénault.

Le jury était composé de Jean-Robert Disnar, Catherine Hénault, Sylvie Derenne, André-Jean Francez, Fatima Laggoun-Défarge, Laurent Grasset.

Les rapporteurs étaient Sylvie Derenne, André-Jean Francez.


  • Résumé

    Dans un contexte de réchauffement climatique, la fonction « puits » de carbone (C) des tourbières est susceptible de changer en fonction « source » libérant ainsi de grandes quantités de C dans l’atmosphère sous l’effet d’une dégradation accrue de la matière organique (MO). Ainsi cette thèse se sont attachés à étudier la dynamique de dégradation de la MO labile (MOL) et récalcitrante (MOR) en fonction de 3 facteurs contrôlant (le niveau relatif de la nappe, un réchauffement simulé in situ et des variations saisonnières) dans la tourbière ombrotrophe du Forbonnet (25, Jura). Basés sur des analyses biogéochimiques et moléculaires de (i) la tourbe (50cm d’épaisseur), (ii) la fraction organique extractible à l’eau (WEOM) et (iii) les eaux piézométriques, les résultats acquis montrent une dégradation accrue de la MOL (e.g. polysaccharides et produits de son hydrolyse tels que le fructose,le glucose et le saccharose) et de la MOR sous l’effet d’une diminution du niveau de la nappe. Les conditions hydrologiques affectent également les processus de dégradation (sénescence et un éventuel priming effect) et d’humification de la MO pouvant conditionner le piégeage potentiel de laMOL. Après 13 mois d’incubation, l’effet du réchauffement simulé se traduirait par une hausse de l’évapotranspiration dans la condition la plus humide, là où l’étude de la WEOM indique une moindre dégradation de la MOL en surface contrairement aux niveaux profonds. Enfin, les travaux portant sur la dynamique saisonnière du C des eaux piézométriques soulignent le besoin d’intégrer la notion d’interactions entre facteurs contrôlant le cycle du C dans les tourbières pour comprendre leur réponse aux changements climatiques.

  • Titre traduit

    Labile and recalcitrant OM dynamic in Frasne peatland (Jura) : impact of moisture conditions and of an in situ simulated warming


  • Résumé

    In a global warming context, the carbon (C) "sink" function of peatlands may switch to a source function releasing large amounts of C into the atmosphere as a result of an increased decay of organic matter (OM). Thus, these works have focused on the decay dynamics of labile OM and recalcitrant OM (respectively LOM and ROM) according to 3 controlling factors (water-level changes, an in situ simulated warming and seasonally changes) in the “le Forbonnet” bog (25, Jura). Based on biogeochemical and molecular analyses (i) on peat, (ii) on water extractable OM and (iii) on free waters, results suggest an increased decay of LOM (e.g. polysaccharides and its hydrolysis products such as fructose, glucose and sucrose) and MOR under water level changes. Hydrological conditions also affect decay (senescence and an eventual priming effect) and humification processes that can facilitate LOM capture. After 13 months of incubation, simulated warming would lead to an increase of evapotranspiration in the wettest condition where WEOM study indicates a lower LOM decay on the contrary to the deeper peat levels. Studies on the seasonal dynamic of C on free waters underline the need to integrate interactions between factors controlling the C cycle in peatlands to understand their responses to climate change.


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