Dynamique du phosphore dans le sol dans une chronoséquence holocène de dunes éoliennes en milieu hypermaritime sur l’île Calvert, en Colombie-Britannique (Canada)

Citation

Nelson, L.A., Cade-Menun, B.J., Walker, I.J., Sanborn, P. (2020). Soil Phosphorus Dynamics Across a Holocene Chronosequence of Aeolian Sand Dunes in a Hypermaritime Environment on Calvert Island, BC, Canada. Frontiers in Forests and Global Change, [online] 3 http://dx.doi.org/10.3389/ffgc.2020.00083

Résumé en langage clair

L'exploitation forestière durable nécessite un cycle adéquat des éléments nutritifs dans les sols forestiers pour maintenir la croissance des arbres. Le phosphore (P) est un élément nutritif essentiel à la croissance des plantes, mais les concentrations de P dans le sol diminuent avec l’âge du sol, et le P limite souvent la croissance des arbres dans la zone côtière à pruche de l’Ouest en Colombie-Britannique (Canada). Pour gérer les forêts de manière durable dans cette région, il faut plus d’information sur les changements dans la dynamique et les concentrations de P dans le sol qui se produisent avec le temps. Dans le cadre de cette étude, nous avons caractérisé les formes et l’abondance du P du sol et des composés foliaires de P à l’aide d’une chronoséquence du sol en huit points dans le temps, d'une avant-dune moderne datant (0 an) jusqu’à une dune stabilisée vieille d’environ 10 760 ans. Nous avons analysé les horizons du sol pour déterminer les facteurs chimiques généraux du sol, comme le pH et les concentrations de carbone total (C), d’azote total (N), de fer (Fe) et d’aluminium (Al). Nous avons également analysé les différents bassins de P, comme le P total, et nous avons déterminé les formes du P par spectroscopie à résonance magnétique nucléaire du 31P en solution. Le P total du sol et le P assimilable par les plantes ont tous deux diminué avec l'augmentation de l’âge. Les horizons minéraux présentaient des concentrations de P total beaucoup plus faibles que les autres horizons et des proportions accrues de certaines formes de P avec l’augmentation de l’âge, ce qui était lié à une liaison accrue par l’Al. Dans tous les types d’échantillons, la proportion d’orthophosphate diminuait avec l'augmentation de l’âge. Cette recherche aidera à la gestion durable des forêts à faible productivité typiques de ces écosystèmes.

Résumé

Le phosphore (P) est un élément nutritif essentiel à la croissance des plantes, mais les concentrations de P dans le sol diminuent avec l’âge du sol. Le phosphore limite souvent la croissance des arbres dans la zone hypermaritime côtière à pruche de l’Ouest en Colombie-Britannique (Canada), particulièrement là où le matériel parental à faible teneur en P a subi une altération rapide. Pour gérer les forêts de manière durable dans cette région, il faut plus d’information sur les changements dans la dynamique et les concentrations de P dans le sol qui se produisent avec le temps. Dans le cadre de cette étude, nous avons caractérisé les formes et l’abondance du P du sol et des composés foliaires de P à l’aide d’une chronoséquence des sols mise au point sur les dunes éoliennes de l’île Calvert, et nous avons comparé les résultats obtenus aux chronoséquences d’autres localités. Nous avons examiné huit points temporels allant d’une avant-dune moderne à une dune stabilisée relique (âgée d'environ 10 760 ans). Nous avons analysé les horizons du sol quant à leur densité apparente, leur pH et leurs concentrations de carbone total (C), d’azote (N), de P total (PT), de fer (Fe), d’aluminium (Al), de P organique total (Po) ainsi que de P et de cations extractibles par la méthode Mehlich. Pour chaque site, nous avons caractérisé les formes du P dans les horizons L, H et en minéraux enrichis en matière organique (M) par spectroscopie à résonance magnétique nucléaire du 31P en solution (RMN-P), tout comme les échantillons foliaires d’espèces d’arbres de toutes les classes d’âge, à l’exception de la dune la plus jeune. Cette chronoséquence suivait le modèle de Walker et Syers (1976), avec un déclin exponentiel de la masse du PT et une courbe en forme de bosse de la masse du Po avec l’augmentation de l’âge. L’horizon L présentait des concentrations de PT plus faibles que les échantillons de feuillage, mais des formes de P similaires. Les horizons H avaient une plus grande proportion d’ADN, de phosphonates et de nucléotides que l’horizon L, et des proportions accrues d’hexakisphosphate de myo- et de scyllo-inositol (IHP) avec l'augmentation de l’âge. Les horizons minéraux présentaient des concentrations de PT beaucoup plus faibles que les autres horizons et des proportions accrues d’IHP et d’ADN avec l’augmentation de l’âge, ce qui était corrélé à l’augmentation des concentrations d’Al échangeable et d’Al amorphe. Dans tous les types d’échantillons, la proportion d’orthophosphate diminuait avec l'augmentation de l’âge. Ces résultats améliorent la connaissance du cycle du P dans les sols hypermaritimes, en particulier le déclin du P qui se produira avec l’âge. Cela facilitera la gestion durable des forêts à faible productivité typiques de ces écosystèmes.

Date de publication

2020-07-23

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