Effet du climat sur le COS, type et nature du sol

I.3 Effet du climat sur le COS

Il est extrêmement difficile de prédire les effets du changement climatique sur les sols, étant donné les interactions complexes entre la température et l’humidité, l’augmentation de la productivité et l’augmentation de la décomposition et, les variations dues aux différentes régions et types de sols (Clara et al., 2017). Les stocks de carbone ne sont cependant pas distribués de manière homogène dans toutes les zones écologiques (tableau 1). Ces zones montrent de grandes différences, en termes de carbone organique, causées surtout par la température et les précipitations.

Le carbone du sol emmagasiné sur 1 m de profondeur, représente à peu près 4 kg/m2 (dans la zone aride) et 21–24 kg/m2 (dans des régions polaires ou boréales), avec des valeurs intermédiaires de 8 kg/m2 dans les zones tropicales. La contribution totale des régions tropicales au réservoir de carbone du sol serait dans un éventail de 400 GtC (jusqu’à 1 m), comparé à 2 000 pour le monde (2 456 GtC jusqu’à 2 m). La zone aride, qui couvre 40% de la surface des sols du monde, emmagasine seulement 5% (100 GtC) du total. Ces zones agro-écologiques, développées par la FAO, peuvent constituer un cadre de référence pour évaluer et suivre la réserve de carbone dans les sols (Robert, 2002).

Tableau 1 Stocks totaux de carbone organique du sol (COS) en GtC et capacité moyenne de séquestration par grande zone agro écologique (pour une profondeur de 30 cm et 1 m)

Zone agro écologique

Stocks de carbone (Gt C)

Densité moyenne de C (kg/m2) ou capacité de

stockage en carbone

Profondeur

30 cm

Profondeur

1m

Profondeur

30 cm

Profondeur

1m

Tropicale chaude et humide

92-95

176-182

5,2-5,4

10,0-10,4

Tropicale chaud saisonnièrement sec

63-67

122-128

3,6-3,8

7,0-7,3

Tropicale frais

29-31

56-59

4,4-4,7

8,4-8,9

Aride

49-55

91-100

2,0-2,2

3,7-4,1

Subtropical avec pluies estivales

33-36

64-68

4,5-4,7

8,6-9,1

Subtropical avec pluies hivernales

18-20

37-41

3,6-3,9

7,2-8,0

Tempérée océanique

20-22

40-44

5,8-6,4

11,7-12,9

Tempérée continentale

21-126

123-243

5,6-5,9

10,8-11,3

Boréale

203-210

478-435

9,8-10,2

23,1-24,0

Polaire et alpine (couches de glaces

exclue)

57-63

167-188

7,0-7,8

20,6-23,8

Source : Robert, 2002

1) La température

Les changements de température modifient l’activité biologique du sol, la solubilisation de molécules organiques, les diffusions des gaz et substrats dans les sols (Chevallier, 2015). La production primaire nette et la minéralisation augmentent aussi la température, mais avec des sensibilités différentes. Ces taux de décomposition sont généralement plus sensibles à la température que la production primaire nette (Herfurth, 2016). En effet, la production primaire nette augmente moins que la minéralisation et d’une façon d’autant plus marquée que la température est basse. Il en résulte que le stock de carbone organique des sols décroît quand la température augmente. Comme le montre l’analyse de nombreuses données, la production primaire nette (accumulation photosynthétique par les plantes) a tendance à être plus grande dans l’hémisphère nord que dans l’hémisphère sud. Ces influences des conditions climatiques sur les vitesses de biotransformation et l’accumulation du carbone organique dans le sol reste cependant liée aux conditions des sols et de la végétation (Calvet et al., 2011). D’autres soutiennent qu’une augmentation de la température globale de quelques dixièmes de degrés pourrait suffire, en provoquant une augmentation de la respiration des sols et donc un déplacement de l’équilibre humification/minéralisation au profit du second processus, à annuler la capacité des sols à se comporter comme des puits de carbone (Balaguer, 2015).

2) L’humidité du sol

Comme la température du sol, l’humidité du sol influence les stocks de carbone par l’action sur l’activité microbienne et par conséquent l’intensité des processus de minéralisation de la matière organique (Moureaux, 1967).

De plus, la respiration du sol, occasionnant des pertes de COS sous forme de CO2 est d’autant plus sensible à la température du sol que les pertes en eau du sol sont faibles (Flahaut, 2006).

I.4 Le type et la nature du sol

Il existe une grande variation des teneurs en carbone organique relativement aux types de sol. Les valeurs vont de 2 kg/m2 pour les Xerosols ou les Arenosols à plus de 10 kg pour les Podzols, les Andosols ou les Rendzines. Les quantités totales de carbone dans les sols des zones arides (Xerosol, Yermosol) sont basses, autour de 7 kg/m2, comparé aux sols des tropiques, de l’ordre de 15 à 30 kg/m2, mais celles-ci sont variées selon la texture et la minéralogie. Ce qui importe c’est que la teneur en carbone peut doubler entre une profondeur de 30 cm à 1 m et être multipliée par quatre jusqu’à 2 m (Robert, 2002).

Il existe une corrélation positive entre la texture et la concentration du COS. Les sols sableux ont des stocks de carbone plus faibles que les sols argileux. Ceci explique donc que les sols les plus argileux (vertisols) ont des stocks de C en moyenne supérieurs aux types de sol légèrement moins argileux (ferrisols et sols à halloysite) (Blanchart & Bernoux, 2005).

En forêt, la texture du sol influence le stock de carbone de sols après défrichement. La teneur en matière organique des sols est d’autant plus élevée que ceux-ci sont riches en éléments fins. La variation sensible après 5-10 ans de culture confirme la perte du stock organique et le bilan organique négatif des systèmes de culture. En sol limoneux, à 45% d’éléments fins, la baisse maximale de 40% (soit 10 t/C par ha) après 25 ans de culture par rapport à la référence « savane en culture itinérante » représente une perte annuelle maximale de 2% (500 à 300 kg C/ha) (Ouatiarai et al, 1997).

Abonnez-vous!
Inscrivez-vous gratuitement à la Newsletter et accédez
à des milliers des mémoires de fin d’études !
D'autres étudiants ont aussi consulté
Commentaires

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.