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Effets de la décomposition de la litière régie par la température, et non par les propriétés du sol, sur l’état futur du carbone du sol

Gregorich, E.G., Janzen, H.H., Ellert, B.H., Helgason, B.L., Qian, B., Zebarth, B.J., Angers, D.A., Beyaert, R.P., Drury, C.F., Duguid, S., May, W.E., McConkey, B.G., Dyck, M.F. 2017. Litter decay controlled by temperature, not soil properties, affecting future soil carbon. Global Change Biology (in press). doi: 10.1111/gcb.13502  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Des changements planétaires généralisés, notamment la hausse des concentrations de CO2 atmosphérique, le réchauffement climatique et la perte de biodiversité, sont prévus au cours du siècle actuel; tous ces changements agiront sur les processus de l’écosystème terrestre, comme la décomposition de la litière végétale. D’autre part, la décomposition accrue de la litière peut donner lieu à des rétroactions du cycle du carbone sur les concentrations de CO2 atmosphérique, le réchauffement climatique et la diversité. Il est toutefois difficile de prévenir la décomposition de la litière en raison de l’interaction de nombreux facteurs relatifs aux propriétés chimiques, physiques et biologiques du sol, ainsi qu’au climat et aux pratiques de gestion de l’agriculture. Nous avons appliqué de la litière végétale marquée au 13C au sol de 10 sites s’étendant sur un transect de 3 500 km dans les régions agricoles du Canada, puis mesuré sa décomposition sur 5 ans. Malgré de grandes différences quant aux propriétés du sol et au climat, la cinétique de la décomposition de la litière a été décrite avec précision (R2 = 0,94; RMSE = 0,0508) par un modèle de décomposition exponentielle « à deux bassins » qui a simplement exprimé le carbone non décomposé comme une fonction du temps thermique, calculé d’après les degrés-jours cumulatifs. Les propriétés du sol comme la texture, la capacité d’échange cationique, le pH et l’humidité, même si elles étaient très différentes d’un site à l’autre, ont eu une influence perceptible minime sur la cinétique de la décomposition. En soumettant ce modèle de la cinétique à différents scénarios de changement climatique, nous avons prévu que le temps nécessaire pour décomposer 50 % de la litière (les fractions labiles) serait réduit de 1 à 4 mois, tandis que le temps requis pour décomposer 90 % de la litière (y compris les fractions récalcitrantes) serait réduit de 1 an dans les sites de faibles températures, et pourrait atteindre 2 ans dans les sites de températures élevées. Ces constatations confirment de manière quantitative la sensibilité de la décomposition de la litière aux augmentations de température, et montrent de quelle façon les changements climatiques pourraient limiter le stockage futur du carbone du sol, un effet qui ne semble pas être régi par les propriétés du sol.

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