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Ann. For. Sci.
Volume 66, Number 5, July-August 2009
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Article Number | 512 | |
Number of page(s) | 13 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/forest/2009036 | |
Published online | 09 July 2009 |
Number of pages: 13
DOI: 10.1051/forest/2009036
Variations of plant and soil 87Sr/86Sr along the slope of a tropical inselberg
Anne Poszwa1, 2, Bruno Ferry3, Benoît Pollie1, Catherine Grimaldi4, Pierre Charles-Dominique5, Michel Loubet6 and Etienne Dambrine11 Biogéochimie des Écosystèmes Forestiers, INRA Nancy, 54280 Champenoux, France
2 LIMOS UMR 7137, UHP Faculté des sciences, B.P. 239, 54506 Vandoeuvre les Nancy Cedex
3 ENGREF, 14 rue Girardet, CS 4216, 54042 Nancy Cedex, France
4 UMR Sol-Agronomie-Spatialisation, INRA-ENSA 65 rue de Saint-Brieuc CS 84215, 35042 Rennes Cedex, France
5 Laboratoire d'écologie générale MNHN/URA 1183/CNRS, 4 av. du petit Château, 91800 Brunoy, France
6 Université P. Sabatier, UMR 5563, 38 rue des 36 Ponts, 31400 Toulouse, France
Received 30 July 2008; Accepted 15 December 2008; Published online 9 July 2009
Abstract
• From the summit downslope a granitic inselberg in French Guiana, soils and
vegetation evolve from bare granite covered by cyanobacteria, to a
savannah-type vegetation on thin patchy sandy accumulations, then to a low
forest on shallow young soils and to a high forest on deep highly weathered
ultisols.
• We have used element budgets and Sr isotopic variations in soils and plants
to investigate the mineral nutrient supply sources of the different plant
communities.
• Granite and atmospheric deposition have 87Sr/86Sr ratios of 1.3
and 0.71, respectively. The 87Sr/86Sr ratio of cyanobacteria
(0.72) suggests granite weathering by cyanobacteria crusts. The
87Sr/86Sr ratio of the savannah-type vegetation is 0.73 and varies
between 0.75 and 0.76 in the low and high forest leaf litter regardless of
soil depth, age and degree of impoverishment.
• These almost constant ratio suggest that forest Sr comes from rainwater and
from the summit of this inselberg, where it is released and redistributed
along the slope, by surface flow, lateral redistribution of litter, and
mineral particles. However, because of its very low content in the rock and
soils, Ca is supplied to plants by atmospheric deposition.
Résumé - Variation des rapports 87Sr/86Sr dans les sols et les plantes d'un inselberg tropical.
• Du sommet vers la base d'un inselberg granitique (Nouragues, Guyane
Française), les sols et la végétation évoluent depuis des
savanes sur des ilots sableux entre les affleurements rocheux couverts
de cyanobactéries, vers une forêt basse sur sols peu épais,
riches en minéraux altérables puis une forêt haute sur sols
très profonds et altérés.
• Les variations isotopiques du strontium des sols et des plantes ont
été mesurées pour rechercher les sources de nutriments des
différentes communautés végétales.
• Les rapports 87Sr/86Sr du granite et des dépôts
atmosphériques sont respectivement de 1,3 et 0,71. Le rapport
87Sr/86Sr des cyanobacteries (0,72) suggère une libération
de Sr par altération du granite. Le rapport 87Sr/86Sr de la
savanne est de 0,73 et varie entre 0,75 et 0,76 dans les litières de
forêt basse et haute, quelle que soit la profondeur, et la richesse en
minéraux altérables des sols.
• La faiblesse et l'homogénéité surprenante de ces rapports
suggèrent une alimentation en Sr des forêts essentiellement à
partir de dépôts atmosphériques et des sols de la partie haute
de l'inselberg, via des écoulements de surface, des redistributions
latérales de litière et de particules minerales lors de crises
érosives. Cependant, en raison de l'extrême pauvreté de la roche
et des sols en calcium, le Ca des communautés végétales provient
de la pluie.
Key words: inselberg / nutrient cycling / 87sr / 86sr / tropical soil / rainforest
Mots clés : inselberg / cycle des nutriments / 87sr / 86sr / sols tropicaux / rainforest
Corresponding author: anne.poszwa@limos.uhp-nancy.fr
© INRA, EDP Sciences 2009