Ann. For. Sci. 56 (1999) 221-226
DOI: 10.1051/forest:19990304

Soil CO₂ efflux in a beech forest: dependence on soil temperature and soil water content

Daniel Epron^a, Lætitia Farque^a, Éric Lucot^b and Pierre-Marie Badot<sup>a, b

a</sup>  Équipe sciences végétales, laboratoire biologie et écophysiologie, Institut des sciences et des techniques de l'environnement, université de Franche-Comté, pôle universitaire, BP 427, 25211 Montbéliard cedex, France
^b  Équipe sciences végétales, laboratoire biologie et écophysiologie, Institut des sciences et des techniques de l'environnement, université de Franche-Comté, place Leclerc, 25030 Besançon cedex, France

Abstract - Our objective was to quantify the annual soil carbon efflux in a young beech forest in north-eastern France (Hesse Forest, Euroflux site FR02) from measurements of soil CO, efflux. Soil CO, efflux exhibited pronounced seasonal variations which did not solely reflect seasonal changes in soil temperature. In particular, strong differences in soil CO, efflux were observed between summer 1996 and summer 1997 while the patterns of soil temperature were similar. This difference is at least partly explained by an inhibition of soil CO, efflux at low soil water content. Since changes in soil temperature (T) and soil volumetric water content at -10 cm (θ_v) affect soil CO ₂ efflux, an empirical model is proposed (y = A q_v e ^BT) which account for 86 % of the variation in soil CO, efflux. The difference between two estimates of annual soil carbon efflux (575 g_C m^-2 year^-1 from June 1996 to May 1997 and 663 g_C m^{- 2} year^-1 from December 1996 to November 1997) clearly highlights the dependence of soil carbon efflux on soil water content during summer. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Flux de CO₂ provenant du sol dans une hêtraie - relation avec la température du sol et le contenu en eau du sol. Notre objectif était de quantifier le flux annuel de carbone provenant du sol d'une jeune hêtraie du nord-est de la France (Forêt de Hesse, site Euroflux FR02) à partir de mesures de flux de CO₂ provenant du sol. Le flux de CO, provenant du sol montre de fortes variations saisonnières qui ne s'expliquent pas uniquement par des variations saisonnières de température du sol. En particulier, de fortes différences de flux de CO ₂ provenant du sol ont été observées entre l'été 1996 et l'été 1997 alors que la température du sol était similaire. Cette différence s'explique au moins en partie par une inhibition du flux de CO₂ provenant du sol lorsque la teneur en eau du sol décroît. Comme les changements de température du sol (T) et d'humidité volumique à -10 cm (θ_v) affectent le flux de CO ₂ provenant du sol, un modèle empirique (y = A θ_v e ^BT) expliquant 86 % de la variation du flux de CO₂ provenant du sol est proposé. La différence entre deux estimations du flux de carbone provenant du sol (575 g_C m^-2 an^-1 de juin 96 à mai 97 et 663 g _C m^-2 an^-1 de déc. 96 à nov. 97) montre clairement les effets de l'humidité du sol pendant l'été sur le flux de carbone provenant du sol. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: carbon cycle / Fagus sylvatica / soil water content / soil temperature / soil respiration

Mots clés : cycle du carbone / Fagus sylvatica / humidité du sol / respiration du sol / température du sol