Ann. For. Sci. 49 (1992) 651-668
DOI: 10.1051/forest:19920608

Biomasse et minéralomasse d'une plantation d'épicéa commun (Picea abies Karst) de forte production dans les Vosges (France)

J Ranger, G Cuirin, J Bouchon, M Colin, D Gelhaye, D Mohamed Ahamed, L Gelhaye and B Pollier

INRA, CRF Nancy, station de recherches sur le sol, la microbiologie et la nutrition des arbres forestiers, Champenoux, 54280 Seichamps, France

Résumé - Les résultats présentés concernent l'évaluation de la biomasse et de la minéralomasse d'une plantation d'épicéa commun (Picea abies Karst) de première génération, de forte production et présentant un très bon état sanitaire. Les objectifs de ce travail étaient : - de fournir les données concernant l'immobilisation et le prélèvement d'éléments nutritifs de cette pessière adulte de forte productivité, en vue de l'établissement du bilan entrées-sorties, sur une base saisonnière, annuelle et pluriannuelle, et - d'apporter des résultats à l'étude plus générale du fonctionnement des pessières sur sol acide dans le domaine des relations production - immobilisation - prélèvement d'éléments nutritifs. Ces résultats sont indispensables à la modélisation du fonctionnement de ces écosystèmes. Une méthodologie classique par échantilonnage destructif de 15 arbres répartis sur tout le spectre des classes de circonférence à 1,30 m a été utilisée. Des tarifs de biomasse et de contenu en éléments nutritifs ont été construits pour chacun des compartiments du peuplement, puis appliqués à l'inventaire. Les résultats montrent que ce peuplement a une biomasse sur pied très importante de 360 t de matière sèche pour le seul tronc (soit 900 m³), et une biomasse totale ligneuse de 470 t (incluant les racines). Son prélèvement courant est de 70,2; 4,9; 23,6; 24,1 et 4,4 kg·ha^-1.an^-1 respectivement pour N, P, K Ca et Mg. La comparaison des immobilisations et des stocks d'éléments disponibles montre que la pérennité d'un tel écosystème, aux réserves disponibles limitées pour la végétation, réside dans le flux d'éléments issus de l'altération des réserves. La question importante du rôle de l'histoire de l'occupation du sol précédant la plantation d'épicéa, dans la croissance de cette première génération forestière est posée.

Abstract - Biomass and nutrient content of a highly productive spruce plantation (Picea abies Karst) in the Vosges (France). The results presented in this report concern the biomass and mineral content of a first rotation plantation of Norway spruce (Picea abies Karst). The stand is situated in the western part of the Vosges mountains in the communal forest of Gemaingoutte. The brown soil, derived from a granito-gneissic bedrock, is acidic and relatively poor in "basic cations". No indicators of forest decline were observed on this highly productive stand. The aims of this study were to: - collect data on immobilisation and uptake of nutrients in this highly productive spruce stand, which could be used in calculating input-output assessments on a seasonal, annual and pluriannual basis; - provide results for a more general study on the manner in which a spruce ecosystem functions according to site characteristics, which would be of use in modelling the spruce ecosystem. A classical destructive sampling procedure was used: 15 trees were felled, biomass, and mineral content tables were established for the main tree components; these tables were used to evaluate the stand contents. The biomass of the stand was very high: 360 t for the stems, ie a volume of 900 m³; 470 t for the total stand including the root systems (cf table IV). The current uptake of the trees for N, P, K, Ca and Mg was 70.2, 4.9, 23.6, 24.1 and 4.4 kg respectively per ha per annum. The comparison between the actual available soil reserves and the immobilisation of nutrients within trees showed that these reserves were not sufficient to indefinitely sustain growth and that consequently soil fertility is a dynamic process linked to ecosystem input, ie atmospheric input and weathering (cf table VI). The fine earth of the soil constitutes a fairly large reservoir of nutrients. The question is raised regarding land use prior to planting the stand and the effect of this use on soil quality and therefore on growth of this first generation plantation.

Key words: Norway spruce (Picea abies Karst) / biomass / nutrient content / litter / nutrient uptake

Mots clés : épicéa commun (Picea abies Karst) / biomasse / minéralomasse / litière / prélèvement