Les conséquences toujours croissantes du réchauffement climatique sur la planète ont fait l’objet de stratégies d’atténuation ces dernières années, les projets de séquestration du carbone jouant un rôle plus important en extrayant le dioxyde de carbone de l’atmosphère pour le stocker sous forme solide ou liquide et donc diminuer l’abondance de ce gaz à effet de serre. Ce faisant, cela réduit le piégeage du rayonnement solaire sur Terre et contribue ainsi à une baisse de la température de la planète.
L’un de ces projets de séquestration du carbone a ciblé les savanes tropicales et a utilisé la plantation d’arbres (connue sous le nom de boisement) pour éliminer le dioxyde de carbone de l’atmosphère et le stocker dans la biomasse ligneuse de l’arbre en croissance et dans le sol sous forme de carbone organique. L’ancien stockage aérien du carbone est connu pour être efficace, mais celui du stockage souterrain du carbone dans les sols est moins bien compris.
Mesurer le succès de ce projet reste un défi car les graminées produisent également du carbone organique dans le sol, et de nouvelles recherches publiées dans Géosciences naturelles vise à dissocier les deux afin que l’efficacité et l’expansion des projets de boisement et de séquestration du carbone puissent être déterminées.
Le Dr Yong Zhou, professeur adjoint à l’Université d’État de l’Utah, aux États-Unis, et ses collègues ont étudié un tel projet dans le parc national Kruger, en Afrique du Sud, aux côtés de nombreuses savanes tropicales mondiales.
Les chercheurs ont découvert que les graminées contribuent à plus de la moitié du carbone organique du sol jusqu’à une profondeur de 1 m, et c’était toujours le cas pour les sols situés directement sous les arbres. Le carbone organique du sol variait également positivement et négativement avec l’augmentation de la couverture arborée, avec une augmentation maximale de 6 %, soulignant ainsi que le boisement pourrait ne pas être aussi efficace pour la séquestration du carbone qu’espéré initialement, en particulier par rapport aux graminées.
Malgré cela, les arbres peuvent avoir un effet quelque peu symbiotique en augmentant la productivité de l’herbe dans les savanes arides et semi-arides (qui reçoivent moins de 700 mm de précipitations par an), ce qui affecte le stockage global du carbone du système. À l’inverse, dans les savanes mésiques (plus de 700 mm de précipitations par an), l’effet du couvert arboré sur la productivité herbacée est négatif, entraînant ainsi une diminution du carbone organique global du sol.
Un autre facteur affectant le stockage du carbone dans le sol est le type de sol ; Les sols riches en argile ont une capacité de stockage de carbone plus élevée que les substrats plus sableux. Pourtant, cette dernière permet un meilleur drainage et permet à une végétation plus ligneuse de pousser, ce qui facilite le stockage du carbone dans la biomasse aérienne.
Les chercheurs ont mené des analyses sur le type de carbone stocké (basé sur les isotopes du carbone, le même élément avec des masses atomiques différentes) qui sont produits par différentes voies de photosynthèse : C4 pour les graminées et C3 pour les arbres. Ce faisant, ils ont pu déterminer quelle était la principale source de carbone stocké dans les sols d’essai. Ces données ont ensuite été combinées avec 148 profils de sol provenant de savanes tropicales et subtropicales mondiales pour générer un aperçu de la contribution des graminées par rapport aux arbres selon différents gradients de précipitations et de couverture arborée.
Dans le parc national Kruger, 98 échantillons de sol ont été prélevés et les analyses ont révélé que 76 % du carbone organique du sol provenait des graminées, alors que dans toutes les régions tropicales, cette proportion était de 57 %, et toujours 51 % provenaient de l’herbe directement sous les arbres. Pour Kruger, les chercheurs ont identifié une corrélation positive distincte entre le carbone organique du sol et la biomasse herbacée, mais une réponse négative à l’augmentation de la teneur en sable.
En comparaison, les graminées sont mieux adaptées pour obtenir de l’eau et des nutriments provenant de sols riches en argile plutôt que d’arbres (qui ne représentent que 24 % du carbone du parc). À l’échelle mondiale, les savanes d’Amérique du Sud avaient le moins de carbone organique dans le sol par rapport à celles d’Afrique et d’Australie, ce que les chercheurs attribuent à une carence en nutriments empêchant une croissance substantielle de l’herbe. De plus, les précipitations plus élevées en Amérique du Sud pourraient encourager une croissance plus dense du couvert forestier, l’ombre qui en résulte au niveau du sol empêchant le développement important de l’herbe, et donc le stockage du carbone. Au lieu de cela, le stockage du carbone dans la biomasse forestière domine ici.
Néanmoins, l’équipe de recherche a calculé que le boisement dans les écosystèmes herbeux augmentait le carbone organique du sol de 5,74 mégagrammes de carbone par hectare. Ceci était plus significatif dans les 30 cm supérieurs des profils de sol de 1 m analysés.
Étant donné qu’une grande partie de ce carbone organique est concentrée dans la couche superficielle, il existe un risque qu’il soit rejeté dans l’atmosphère lors des incendies de forêt qui brûlent le sol et qui deviennent de plus en plus fréquents chaque été.
Par conséquent, l’approche suggérée consiste à s’appuyer sur les graminées comme principal moteur de la séquestration du carbone dans les savanes et à reconsidérer les gains supplémentaires des projets de boisement. Bien que ceux-ci aient des effets positifs sur l’augmentation de la productivité de l’herbe pour le stockage de plus de carbone à une plus grande profondeur, loin des incendies de brousse/forêt potentiels, à mesure que les racines des arbres s’étendent plus profondément, cela pourrait ne pas être suffisant pour compenser les coûts de gestion des ressources en eau et de la biodiversité dans leur croissance. .
Des travaux supplémentaires doivent être menés pour déterminer l’effet des différents types d’herbe sur la séquestration du carbone du sol, la teneur en argile et en minéraux, l’âge de la biomasse des arbres, ainsi que l’action des herbivores broutant dans la région.
Plus d’information:
Yong Zhou et al, Carbone du sol dans les savanes tropicales provenant principalement des graminées, Géosciences naturelles (2023). DOI : 10.1038/s41561-023-01232-0.
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