Bilan hydrique et suivi du cycle de l’eau à l’échelle de l’écosystème forestier : les mesures du réseau ICOS France

Une forêt échange de l’eau avec son environnement. Elle reçoit un apport d’eau liquide sous forme de précipitations et d’éventuelles remontées de nappes souterraines. Elle émet de la vapeur d’eau dans l’atmosphère par évaporation, et peut éventuellement perdre de l’eau par ruissellement (sur sols en pente) ou drainage profond. On appelle « bilan hydrique » de l’écosystème forestier la différence entre ces entrées et ces sorties d’eau. Les différents flux et stock d’eau déterminant le bilan hydrique sont mesurés de façon continue dans cinq sites forestiers français appartenant à l’infrastructure de recherche ICOS France. Ces cinq sites comprennent des forêts tempérées et méditerranéennes, feuillues ou résineuses, caducifoliées ou sempervirentes et partagent tous les mêmes protocoles de mesure. Dans cet article, nous évaluons les déterminants du bilan hydrique de ces sites et nous mettons l’accent sur les différences entre le site méditerranéen à chêne vert de Puéchabon, dans l’Hérault, et le site caducifolié tempéré à chêne sessile de Barbeau, en Ile-de-France. Selon les sites et les années, l’évapotranspiration peut représenter entre 50% et 100% de la pluie reçue par l’écosystème. Toutefois, la transpiration des arbres ne représente que 50% à 60% de l’évapotranspiration. Au cours de l’année, l’évapotranspiration de l’écosystème dépend à la fois de la demande évaporatoire de l’atmosphère et de la disponibilité en eau du sol. Le sol forestier joue un rôle de réservoir d’eau qui permet aux arbres de continuer à transpirer, même pendant les périodes sans pluie, d’autant que les arbres ont des racines qui peuvent aller chercher l’eau jusqu’à plusieurs mètres de profondeur. L’analyse des données de l’infrastructure ICOS permet de montrer que la consommation d’eau de l’écosystème forestier dépend (1) du climat (demande évaporatoire), (2) de la réserve hydrique du sol à un moment donné et (3) des caractéristiques morphologiques des arbres du peuplement telles que la profondeur d’enracinement et la surface foliaire. Les principes déduits de l’analyse de ces données permettent de développer des modèles représentant le fonctionnement des forêts, utiles pour quantifier l’évolution des stocks en eau des sols et des sous-sols forestiers, et la réponse des forêts au changement climatique en cours.