Variations spatio-temporelles de l’interception des précipitations et des apports des éléments biogènes par les retombées biologiques dans les chênaies à Quercus ilex L.

Abstract

The main objective of this thesis is to understand the functioning of Quercus ilex L. forests, in the Aurès (Algeria), by estimating in time and space, interception of precipitation and provisions in elements N, P and K by precipitation, throughfall and litter. The redistribution of precipitation, by the action of the holm oak, in different fractions of throughfall, stemflow and interception were evaluated for a period of three successive years (2011 – 2013) in three stations (Hamla, Larbaa and Marconna). Similarly, the fallouts of litters and throughfall were quantified from 2012 and for two successive years in the stations of Larbaa and Marconna. Precipitation, throughfall, stemflow and litter recovery devices were fixed on bare ground, under cover and sealed on tree trunks respectively. The results showed that the rate of water that reaches the soil by throughfall varies with the year and the station. It averages between 57.4% and 66.3% of the precipitation received for the three stations. The stemflow represents on average only a small fraction (5.5 to 7.1 % of total precipitation). The relationships between precipitation, throughfall and stemflow in the studied stations were assessed by linear regressions, which showed strong correlations between different water fractions and precipitation (R2 varies between 0.80 and 0.99). The models resulting from this study have shown that the evergreen oak in the Aurès must receive, at least, precipitation ranging from 1 to 2 mm and 3 to 5 mm, for which it can initiate throughfall and stemflow respectively. The evaluated interception was very high. It varies on average for this study between 26.6% and 40.2 % of incident rainfall. - Biological fallout, from all sources, provided a soil supply in mineral elements N, P and K ranging from 34.8 to 71 kg / ha / year. L'objectif principal de cette thèse est de comprendre le fonctionnement des chênaies à Quercus ilex L dans les Aurès (Est algérien), en estimant dans le temps et dans l’espace l’interception des précipitations et des apports en éléments N, P et K par les pluies, pluviolessivats et litières. La redistribution des précipitations par l’action du chêne vert, en différentes fractions d’égouttement, écoulement et d’interception ont été évaluée sur une période de trois années successives (2011 – 2013) dans trois stations (Hamla, Larbaa et Marconna). En outre, les retombées de litières et de pluviolessivats ont été évaluées sur une période de deux années (2012 et 2013) dans les stations de Larbaa et Marconna. Les dispositifs de récupération des précipitations, égouttements, écoulements et de litières ont été installés sur un sol nu, sous couvert et scellé sur les troncs des arbres respectivement. Les résultats ont montrés que le taux des eaux qui arrivent au sol par égouttement varie avec l’année et la station considérées. Il se situe en moyenne entre 57.4 et 66.3 % des précipitations reçues par les trois stations. L’écoulement ne représente en moyenne qu’une fraction faible des précipitations totales (5,5 à 7,1 %). Les relations entre les précipitations, l’écoulement et l’égouttement dans les différentes stations ont été appréciées par des régressions linéaires qui ont montrées de fortes corrélations entre les différentes fractions d’eaux et les précipitations (R2 varie entre 0,80 et 0,99). Les modèles issues de cette étude ont montré que les chênaies des Aurès doivent recevoir au moins des précipitations allant de 1 à 2 mm et de 3 à 5 mm pour qu’elles puissent déclencher l’égouttement et l’écoulement respectivement. L’interception mesurée était très forte. Elle varie en moyenne entre 26,7 % et 40,2 % des précipitations incidentes. - Les retombées biologiques, toutes origines confondues, ont assuré un approvisionnement du sol en éléments minéraux N, P et K avec des quantités qui varient entre 34.8 à 71 kg/ha. الهدف من هذه الاطروحة هو محاولة فهم النظام البيئي لغابات البلوط الاخضر بالاوراس (الجزائر) و هذا من خلال تقييم التغير في المكان و الزمان لبعض المعايير المتعلقة بالتغذية المائية و المعدنية الخاصة بهذا النظامز تمت الدراسة بثلاث محطات غابية (حملة، لرباع و مركونة) لمدة ثلاث سنوات (2011-2013) و هذا من اجل تقييم كميات الماء الناتجة عن تساقط الامطار و الكميات الناتجة عن اعادة توزيعها بفعل الغطاء الغابي و المتمثلة في مياه التقطير، جريان عبر جذوع الاشجار و كميات معترضة (لا تصل الى التربة الغابية). كما تمت عملية متابعة كمية المعادن التي تعود الى التربة الغابية بفعل الامطار، التقطير و المواد العضوية الصلبة المتساقطة من الاشجار و هذا بكل من غابة لرباع و مركونة لمدة عامين (2012-2013)، و من اجل التقييم الدقيق لكل المعايير السابقة تم الاستعانة بحاويات استرجاع خاصة صممت لهذا الغرض و ذلك حسب الشروط المعمول بها في هذا المجال. اظهرت النتائج ان نسبة المياه التي تصل الى التربة الغابية بالتقطير تتغير من 57.4-66.3% من مجموع الامطار المتساقطة خلال فترة الدراسة. و ان نسبة الجريان عبر جذوع الاشجار لا تمثل الا نسبة ضعيفة (5.5-7.1%) من مجموع الامطار المتساقطة، اما نسبة المياه المعترضة التي لا تصل الى التربة الغابية فقد قدرت ب 26.7-40.2%. كما بينت نتائج الدراسة ان التغير المتعلق بالتقطير، الجريان و الاعتراض مهم و يرتبط بكمية و كثافة الامطار المتساقطة يوميا و قد تم تحديد العلاقة بين كمية الامطار، الجريان و التقطير بانحدارات خطية و التي بدورها اظهرت من جهة ارتباطات ايجابية قوية بين كمية الامطار المتهاطلة، الجريان و التقطير و من جهة اخرى ارتباطات سلبية بين الامطار و الكميات المعترضة بفعل الغطاء الغابي او التبخر. توصلت نتائج البحث ايضا الى معادلات يمكن استعمالها كنماذج للتنبؤ بكميات كل من مياه التقطير، الجريان و الكميات المعترضة التي لا تصل حقيقة الى التربة الغابية، و باستعمال المعادلات المشار اليها يتبين انه من اجل بداية عملية التقطير يتطلب الغطاء الغابي كمية تتراوح بين 1 و 2 مم من الامطار فيما يتطلب بداية الجريان عبر جذوع الاشجار كمية اكثر اهمية قد تصل الى 5 مم. فيما يخص التغذية المعدنية اظهرت نتائج الدراسة ان كمية الازوت، الفسفور و البوتاسيوم التي تستفيد منها التربة الغابية بفعل التساقطات البيولوجية (امطار تقطير و المواد العضوية الصلبة) تتغير من 34.8 الى 71 كغ/هكتار/السنة.