Le changement climatique libère des réserves de carbone dans les profondeurs des sols

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Des chercheurs de l’Université de Zurich prélèvent des échantillons de sol
Des chercheurs de l’Université de Zurich prélèvent des échantillons de sol dans la forêt nationale de la Sierra Nevada en Californie. (Image : Michael W.I. Schmidt)

Les sols sont le plus grand réservoir de carbone, mais aussi l’une des principales sources de CO2 dans l’atmosphère. Le réchauffement climatique accélère la dégradation de l’humus. Les substances cireuses et ligneuses prétendument stables, qui aident les plantes à stocker le carbone dans les feuilles et les racines, diminuent également. C’est ce qu’a montré une étude de l’université de Zurich dans la forêt nationale de la Sierra Nevada en Californie.

Les forêts, les prairies et les pâturages absorbent environ un quart des émissions de carbone dans le monde. Les plantes stockent le carbone dans leurs parois cellulaires et dans le sol grâce à la photosynthèse. Environ la moitié du carbone du sol se trouve dans les couches profondes du sol, à plus de 20 centimètres de profondeur. Or, ces couches sont également réchauffées par le changement climatique.

Perte de réserves de carbone décisives

Le réchauffement entraîne une perte considérable de ces composés organiques qui aident les plantes à stocker le carbone dans leurs feuilles et dans leurs racines. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que ces composés chimiquement plus stables résistaient plus longtemps à la dégradation naturelle et stockaient ainsi le carbone dans le sol. L’étude dirigée par des chercheurs de l’Institut de géographie de l’UZH montre maintenant que la lignine, qui confère de la rigidité aux plantes, était réduite de 17%. La cutine et la subérine - des composés cireux présents dans les feuilles, les tiges et les racines et qui protègent les plantes contre les agents pathogènes - étaient presque 30% moins présentes. Même le carbone organique pyrogène, qui reste après un incendie de forêt, était nettement moins présent.

Les expériences ont été menées dans les forêts de la Sierra Nevada en Californie. Le sol a été réchauffé artificiellement de 4 degrés Celsius pendant 4,5 ans à une profondeur d’un mètre, y compris les cycles diurnes et saisonniers. Ce réchauffement correspond aux prévisions d’un scénario climatique jusqu’à la fin du siècle, dans lequel le réchauffement se poursuit sans changement.

Conséquences pour l’utilisation des sols contre le réchauffement climatique

Ce constat a une grande importance pour l’une des stratégies clés de la lutte contre le réchauffement climatique, à savoir miser sur les sols et les forêts en tant que puits de carbone naturels. Pour ce faire, on développe entre autres des plantes utiles avec des racines particulièrement profondes et une biomasse riche en liège. Jusqu’à présent, on pensait que cela permettrait de retenir le CO2 dans le sol", explique Michael W. Schmidt, professeur de géographie à l’UZH et dernier auteur de l’étude. Mais nos résultats montrent que tous les composants de l’humus du sol diminuent de la même manière, les substances chimiques simples comme les composants complexes. Si ces premières observations sont confirmées par des expériences de terrain à long terme, les conséquences seront effrayantes : si le sol forestier perd massivement de l’humus et que celui-ci libère du carbone sous forme de CO2, le réchauffement s’accélérera encore. Notre objectif doit être de stopper les émissions à la source", déclare Schmidt.

Littérature:

Zosso, C.U., Ofiti, N.O.E., Torn, M.S. et al. Rapid loss of complex polymers and pyrogenic carbon in subsoils under whole-soil warming. Nature Geoscience. 16, 344’348 (2023). Doi : 10.1038/s41561’023 -01142-1