Résumé "Heft 18"

Résumé:

Retombées pluviales d'éléments en forêts mélangées d'Abies alba, Picea abies et Fagus silvatica dans la région sud de la Foret Noire.

De septembre 1982 à août 1984 une étude effectuée sur les hauteurs de la partie sud de la Foret Noire, détermina la quantité et la composition chimique des précipitations hors forêt, des précipitations interceptées par les cimes des arbes, de l'eau de ruissellement le long des troncs et de la litière. En parallèle fut réalisée la description des sites étudiés, à l'aide d'un échantillonage physico-chimique du sol, de la détermination de l'état nutritionnel de l'épicéa et du sapin, et de leur production.
Deux des sites de l'étude, Kälbelescheuer (KS) et Gabier Eck (GE), sont proches du Rhin dans la vallée de Sulzburg à une altitude de 800 à 900 m. Le troisième site se trouve à 30 km à l'est et à la même altitude que les précédents, près de la ville de St. Blasien (SB).
On a déterminé dans le sol des sites étudiés le pH, la composition granulometrique, les cations échangeables, sesquioxydes et teneurs totales en N, P, C, S, K, Na, Mg, Ca, Fe, Mn, Al, Zn, Cu, Pb et Cd. On a procédé également à la détermination des teneurs en éléments mentionnés ci-dessus dans les aiguilles de 1 ere et 4eme année de Picea et Abies. Les sites de l'étude situés sur le flanc ouest de la Forêt Noire sont issus de couches périgla-ciaires de granité "Munsterhalden" pauvre en éléments basiques (KS), et anatexite de paragneiss riche en éléments basiques (GE). La formation du sol du site SB découle principalement de moraines composées de granité et de gneiss.
Le type de sol des sites KS, GE et SB est un sol brun acide, de pH (CaCl2) 3.2 - 3.9 pour KS, 4.1 - 4.2 pour GE et 3.0 - 4.5 pour SB. La teneur du sol en éléments comme Na, K, Mg, Ca, Fe, Mn, Al, Zn, Cu, Pb et Cd est sous l'influence prépondérante de la composition minéralogique des couches périglaciaires. Les teneurs en soufre sont en corrélation étroite avec celles en matière organique, et cela explique les valeurs supérieures du profil SB; il en va de même pour les valeurs de N, P et C. Le profil KS présente les teneurs les plus faibles en K, Mg et Ca échangeables; les valeurs de H+ sont ici supérieures à la somme de K, Mg et Ca. L'aluminum constitue près de 90% des cations échangeables. Dans le profil GE les teneurs en Calcium échangeable sont près de dix fois, celles en K et Mg deux à six fois supérieures à celles du profil KS. Le profil SB à une profondeur de 25 cm (comparable à l'horizon Ah du profil KS) contient des quantités de K, Mg, Ca, H+ et Al échangeables semblables à celles du profil KS. Le présence importante d'humus dans le profil SB provoque une forte augmentation des teneurs en Mg et Ca échangeables jusqu'à 20 cm de profondeur.
L'analyse des aiguilles provenant du site KS révèle des valeurs faibles de K et Ca pour Picea et seulement de Ca pour Abies. L' approvisionnement en Mg est dans tous les sites suffisant pour les deux espèces. Les teneurs en soufre, de plus ou moins 1 mg·g-1  de matière sèche dans les aiguilles de l'année, se maintiennent dans des limites qui ne dénotent pas de pollution par le dioxyde de soufre. Les niveaux atteints par le plomb, de 0.3 -0.9µg·g-1 de matière sèche des jeunes aiguilles, sont nettement inférieurs à ceux des recherches antérieures dans la région sud de la Forêt Noire.
Dans les échantillons hebdomadaires des précipitations furent déterminées les valeurs de H+, NH4_N, Na, K, Mg, Ca, Mn, Zn, Cu, Cd, Pb, SO4-S, NO3-N, Cl- et PO4-P.
Avec des quantités similaires de précipitations annuelles de 1560 mm (valeur moyenne de septembre 1982 à août 1984), on trouve hors forêt pour tous les éléments , sur le flanc occidental de la Foret Noire (KS et GE) des apports pluviaux supérieurs à ceux du site SB situé plus à l'est.
On constate des différences très faibles pour le Na. On peut donc en déduire que les sites étudiés à plus grande échelle reçoivent des précipitations de la même origine. Les différences de pollution entre sites proviennent des émissions de la vallée du Rhin. Les chiffres moyens par saison indiquent pour les sites KS et GE des apports de H+, NH4-N, NO3-N et SO4-S 40-50% plus élevés que pour SB.
On constate aussi des apports considérablement plus élevés de métaux lourds comme le Zn, Cu, Pb et Cd. Les hautes teneurs en potassium et calcium des retombées démontrent clairement que la vallée du Rhin, à forte densité de population et très industrialisée, n'est pas seulement une émettrice importante de précurseurs acides et de métaux lourds, mais aussi de poussières basiques.
En ce qui concerne les résultats de l'interception d'éléments par les couronnes des arbes, il existe pareillement des différences entre les régions est et ouest, surtout pour les agents acides et les métaux lourds.
Quant aux éléments qui jouent un rôle important dans le cycle nutritif de l'écosystème (K, Mg, Ca et Mn) on en trouve des quantités plus élevées sous les couronnes que dans les précipitations hors forêt. Sous les couronnes l'augmentation relative des apports en autres éléments est plus faible, à l'exception de NH4 -N, Cu et Pb, moins abondants sous les arbres.
Pour les peuplements étudiés les apports de Na, Ca, NH4-N, SO4-S et Cl- sont sensiblement plus faibles que ceux que l'on a trouves en moyenne en Allemagne Fédérale, sauf pour le NO3-N; pour cet élément les émissions régionales sont plus élevées. Les apports de K et Mg correspondent plus ou moins aux moyennes existantes. Les valeurs de Na et Cl- se situent en-dessous de la moyenne établie pour l'Allemagne Fédérale, ce qui s'explique par 1'êloignement de la mer.
Les apports de NH4-N, Ca et SO4-S sont moindres en altitude dans les sites étudiés; cela s'explique par une proportion plus faible de dépôts secs.
Les recherches sur le ruissellement le long des fûts de sapin montrent que la quantité d'eau et d'éléments transportés est inférieure à 1 % des quantités interceptées par les cimes. Néanmoins le calcul des apports par ruissellement le long des fûts dans les zones très proches de ceux-ci, indiquent qu'à ces endroits les apports sont pour la majorité des éléments presque doubles de ceux du reste du peuplement.
Comparant les peuplements KS et GE avec SB, on trouve dans les litières à l'ouest une accumulation plus élevée en azote et en plomb.