Impact du tassement actuel et ancien par les engins sylvicoles sur les pédosystèmes et la végétation

Impact of historical and current soil compaction by forest machines on soil systems and vegetation

• Auteur / Autrice : Hamza Mohieddinne
• Direction : Jérôme Buridant, Hélène Horen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Écologiques. Écologie historique
• Date : Soutenance le 20/06/2019
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie et dynamique des systèmes anthropisés (Amiens)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Cousin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Buridant, Hélène Horen, Michaël Aubert, Noémie Goutal, Olivier Chabrerie
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Cousin, Michaël Aubert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Foresterie durable

Écologie -- Résilience

Effets de l'exploitation forestière

Sols

Respiration

Sols forestiers

Compaction (sédimentologie)

Mots clés libres

Orniérage

LIDAR

Résistance à la pénétration

Sol forestier

Microarthropodes

Rutting

LIDAR

Penetration resistance

Forest soil

Microarthropods

Résumé

La compaction et l'orniérage des sols forestiers par les engins lourds constituent des enjeux très importants concernant la gestion durable des forêts. Dans cette thèse nous avons examiné l'état d'orniérage d'un massif forestier du nord de la France (forêt de Compiègne) à l'aide d'un levé LIDAR (Light Dectection And Ranging) aéroporté, puis nous avons évalué la résilience des sols après tassement à une échelle pluri-décennale. Les modèles numériques de terrain (MNT) traités par "local relief modelling" (LRM) ont été utilisés pour proposer un indicateur de la densité de l'orniérage (RD). La résilience physique et biologique des sols après le tassement a été évaluée pour deux chronoséquences (Podzol et Luvisol) établies par une approche de substitution temps / espace couvrant une période de 45 ans. Les paramètres mesurés pour étudier la résilience sont : la résistance à la pénétration, la respiration du sol, le pH, les traits hydromorphes, l'enracinement, ainsi que la diversité de microarthropodes évaluée par l'indice QBS-ar. Nous trouvons qu'à l'échelle de tout le massif, la surface impactée par les passages d'engins est en moyenne de 40% mais aussi qu'elle varie à une échelle très fine au sein des unités de gestion. L'occurrence de nombreuses espèces herbacées varie avec la densité d'orniérage. La respiration à la surface du sol et la diversité de microarthropodes sur l'horizon 0-10 cm sont restituées en moins de 10 ans. La résistance à la pénétration du sol se reconstitue progressivement depuis la surface vers la profondeur. La résilience complète sur une profondeur de 30cm est évaluée à 60 ans pour le Luvisol et 80 ans pour le Podzol

Forest soil rutting and compaction by heavy machines is one of the most important issues concerning the sustainable management of forest. In this thesis, we examined the soil rutting in a forest massif on Northern France (Compiègne forest) using airborne LIDAR (Light Detection And Ranging), then we evaluated the recovery of soil after compaction at multi-decades’ scale. The Digital Terrain Models (DTM) treated using the Local Relief Modelling tool (LRM) were used to suggest an indicator of rutting density (RD). The physical and biological recovery of soil were evaluated using two chronosequences (Podzol and Luvisol) established adopting a space for time substitution approach and covering a period of 45 years. The parameters used to examine the recovery were: the penetration resistance, the soil respiration, the pH, the hydromorphic features, the rooting, and the microarthropod diversity evaluated by the QBS-ar index. As results, the impacted surface by rutting was 40% on average, where it varies at fine scale within the forest management unit. The occurrence of many herbaceous species varies with respect to the rutting density. The surface respiration and the microarthropod diversity were recovered in 10 years on the horizon of 0-10 cm. The penetration resistance showed a progressive recovery starting from the surface to the deeper layers. The complete recovery, of the first 30 cm, was evaluated to be achieved in 60 years for the Luvisol, and in 80 years for the Podzol