Le changement climatique à venir affectera les plantes et les sols différemment

Une nouvelle étude européenne a découvert que la libération du carbone dans le sol est plus sensible au changement climatique que le carbone absorbé par les plantes.

Dans les régions plus sèches, la libération du carbone des sols diminue mais dans les régions plus humides il augmente. Cela pourrait se traduire par une rétroaction positive dans l'atmosphère conduisant à une augmentation supplémentaire des niveaux de CO2 atmosphérique.

Le changement climatique à venir affectera les plantes et les sols différemment
Les données proviennent de l'expérience de manipulation du changement climatique du CEH, en cours depuis 18 ans dans la forêt de Cloceanog. Photo: Rachel Harvey

Les scientifiques ont analysé les données de sept expériences de changement climatique en Europe afin de montrer comment la biomasse végétale arbustive européenne et la libération du carbone sont affectées pas les sécheresses estivales et le réchauffement annuel.

L'étude a été conduite pas le Dr Sabine Reinsch et le Professeur Bridget Emmett, du Centre pour l'Ecologie et l'Hydrologie (CEH) basé au Royaume-Uni, en collaboration avec des climatologues européens et américains.

Les auteurs ont montré que la libération du carbone du sol était plus sensible au changement dans les sols humides. L'eau du sol joue un rôle important dans les sols humides, L'engorgement en eau limite les processus de décomposition par le biote du sol, ce qui entraîne une accumulation de carbone dans le sol comme de la tourbe. L'assèchement du sol enlève ces limitations ce qui libère le carbone.

Par contraste, dans les sols plus secs, la réduction des précipitations réduit l'eau du sol en dessous de l'optimum pour le biote du sol, ce qui engendre une diminution de la libération du carbone du sol.

La plus grande partie du carbone terrestre est stocké dans les sols. Les stocks sont estimés à environ 2000 gigatonnes (1 gigatonne = 1 000 000 000 000 kg) de carbone.

Les chercheurs ont montré que la sécheresse augmente et diminue le carbone du sol de façon plus prévisible que le réchauffement.

Les données proviennent de l'expérience de manipulation du changement climatique du CEH, en cours depuis 18 ans dans la forêt de Cloceanog, un site humide gallois situé sur des hauteurs avec une couche de tourbe résultant d'un engorgement saisonnier. Sur le terrain, l'augmentation de la température et de la sécheresse ont été imposés sur la végétation pour étudier les effets du changement climatique sur divers processus écosystémiques.

Le Dr Sabine Reinsch, auteure principale de l'étude et écologiste du sol au Centre pour l'Ecologie et l'Hydrologie précise que "Cette étude trans-européenne nous a permis, tout d'abord, d'avoir du temps pour étudier les réponses des plantes et du sol face au changement climatique sur des sites isolés. Mettre les réponses des écosystèmes aux changements climatiques dans le contexte plus large des gradients climatiques naturels nous a aidé à mieux comprendre les réponses observées des plantes et des sols."

Le Professeur Clauss Beier, chef du Département des Géosciences et de Gestion des Ressources Naturelles au Danemark, et co-auteur de l'article, ajoute que : "l'étude souligne et illustre une compréhension nouvelle et fondamentale concernant la réponse des écosystèmes au changement climatique. En menant la même expérience dans différentes conditions d'humidité et de température à travers le continent européen, il est devenu clair et évident que la pression des facteurs de changement climatique agissent différemment, et parfois même à l'opposé, selon les conditions. Ces différences sont importantes pour notre évaluation globale des futures réponses écosystémiques au changement climatique, mais l'étude montre aussi qu'elles peuvent être comprises et, dans une certaine mesure, prédites"

Selon le Dr Marc Estiarte, chercheur au centre de recherche espagnol CREAF-CSIC et co-auteur de l'article, "contrairement aux sols, la diminution des précipitations n'a pas été une menace pour la productivité des plantes sur les sites humides, et sur les sites plus secs, les plantes résistent proportionnellement plus que celles des sites intermédiaires, dont la productivité au-dessus du sol est plus sensible. Cela illustre la différence claire dans la sensibilité des sols comparée à celle des plantes à travers le gradient climatique".

 Le Professeur Bridget Emmett, du Soil Science Area et chef de site au Centre pour l'Ecologie et l'Hydrologie, Bangor ajoute que "Ces résultats mettent l'accent sur la sensibilité des processus des sols, telle que la respiration du sol, face au changement environnemental. Cette sensibilité dans les systèmes humides, combinée à un découplage venant de la productivité végétale, représente un potentiel important de rétroaction dans l'atmosphère qui pourrait conduire à une augmentation des niveaux de carbone atmosphérique".

L'étude a considéré les réponses des plantes et du sol face à la sécheresse et au réchauffement uniquement dans les zones arbustives européennes. Il y a plusieurs biomes dans le monde où les plantes et le sol peuvent répondre différemment au changement climatique.
Comprendre les réponses des plantes et des sols dans les autres biomes permettra de mieux comprendre le changement climatique et ses effets sur les interactions globales entre les plantes et les sols et les retombées sur le climat.


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