Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le carbone organique du sol est important pour la qualité des sols et la régulation climatique. L’évolution du stock de carbone organique d’un sol dépend du différentiel entre les entrées de carbone, principalement sous forme de litière végétale, et les sorties de carbone du sol, principalement via la respiration hétérotrophe des micro-organismes du sol. Cet article discute des évolutions passées et futures des stocks de carbone organique des sols et du potentiel de stockage de carbone organique dans les sols.
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Pierre BARRÉ : Chargé de recherche CNRS - Laboratoire de Géologie de l’ENS, PSL Research University, UMR8538 du CNRS, Paris, France
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Lauric CÉCILLON : Chargé de recherche IRSTEA - Université de Normandie, UNIROUEN, IRSTEA, ECODIV, Rouen, France - Laboratoire de Géologie de l'ENS, PSL Research University, UMR8538 du CNRS, Paris, France
INTRODUCTION
Le carbone organique du sol (COS), principal élément (55 à 60%) de la matière organique du sol (MOS), a une importance cruciale pour le fonctionnement des sols. Un sol plus riche en matière organique a généralement une plus grande capacité à retenir l’eau et sera moins sujet à l’érosion. La matière organique est également la ressource trophique des organismes du sol. Sa biotransformation et sa minéralisation par les micro-organismes libèrent des éléments nutritifs (azote, phosphore) indispensables à la croissance des plantes. Par ailleurs, le carbone organique du sol a également un rôle important dans les régulations climatiques. En effet, les sols contiennent environ trois fois plus de carbone que l’atmosphère (2 400 GtC contre 830 GtC) et toute variation des stocks de carbone organique des sols, à la hausse ou à la baisse, influe sur la concentration en CO2 atmosphérique et donc sur le climat.
Du fait de son importance pour la qualité des sols et le climat, le carbone des sols a fait l’objet d’une attention politique particulière ces dernières années. Ceci s’est traduit notamment par le lancement, par la France, de l’initiative « 4 pour 1000 » lors de la COP21 ( https://www.4p1000.org/). L’objectif de cette initiative est de promouvoir la mise en place d’actions concrètes visant à augmenter les stocks de carbone organique dans les sols pour améliorer la sécurité alimentaire tout en luttant contre le réchauffement climatique.
Le lancement de cette initiative a stimulé un débat scientifique intense sur les potentialités de stockage de carbone dans les sols et sur les verrous techniques et socio-économiques à lever pour réussir à atteindre ce potentiel. Dans cet article, nous allons d’abord présenter ce qu’est le carbone organique du sol et sa dynamique. Nous présenterons ensuite les évolutions des stocks de COS passées et les prévisions pour ces évolutions futures. Enfin, nous discuterons si l’ambition d’augmenter les stocks de COS pour compenser les émissions de gaz à effet de serre (GES) d’origine anthropique tient du mythe ou de la réalité.
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Hausse du stock de carbone du sol pour lutter contre le changement climatique : mythe ou réalité2. Évolutions des stocks de carbone organique du sol passées et futures
2.1 Historiquement : perte globale du carbone organique du sol
La conversion de forêts et prairies permanentes en sols cultivés entraîne une baisse du stock de carbone organique du sol. En zone tempérée, la conversion en sol cultivé entraîne en moyenne une diminution d’environ un tiers du stock de COS en 20 ans dans l’horizon de sol de surface 0 à 30 cm . En effet, dans les agrosystèmes, une partie de la production primaire est récoltée et n’entre donc pas dans le sol. De plus, la sélection variétale a conduit à l’utilisation de cultivars qui maximisent l’allocation de la production primaire dans le grain au détriment des parties racinaires. En conséquence, dans certains itinéraires techniques les entrées de carbone organique au sol sont drastiquement réduites comparativement à ce qu’elles seraient pour une prairie ou une forêt. Cette plus faible quantité d’entrée de carbone au sol explique, au moins en partie, les plus faibles stocks de carbone organique du sol dans les sols agricoles cultivés. De plus, dans certains cas, outre le grain, les pailles sont également exportées, ce qui réduit encore les entrées de carbone au sol. Plus la proportion de biomasse récoltée est forte, plus la baisse de stock de carbone organique du sol est prononcée. Plusieurs expériences agronomiques de longue durée ont en effet clairement montré que les stocks de carbone organique du sol étaient plus bas dans le cas où les pailles étaient également exportées (figure 7 ; ...
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Évolutions des stocks de carbone organique du sol passées et futures
BIBLIOGRAPHIE
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(3) - HEIMANN (M.), REICHSTEIN (M.) - Terrestrial ecosystem carbon dynamics and climate feedbacks. - Nature, 451, p. 289-292 (2008).
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(4) - HÉNIN (S.), DUPUIS (M.) - Essai de bilan de matière organique des sols. - Annales agronomiques, 15, p. 161-172 (1945).
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(5) - CLIVOT (H.), MOUNY (J.-C.), DUPARQUE (A.), DINH (J.-L.), DENOROY (P.), HOUOT (S.), VERTÈS (F.), TROCHARD (R.), BOUTHIER (A.), SAGOT (S.), MARY (B.) - Modeling soil organic carbon evolution in long-term arable experiments with AMG model. - Environmental...
4p1000 : Welcome to the « 4 per 1 000 » initiative :
https://www.4p1000.org/ (page consultée le 29 mai 2019)
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ISO 10694 (1995), Qualité du sol – Dosage du carbone organique et du carbone total après combustion sèche (analyse élémentaire).
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