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Impact de l’accumulation d’une couche de feuilles mortes de différentes essences d’arbres sur la chimie du sol et la biodiversité

L’humanité du XXIe sera confrontée à l’immense défi que représente l’élimination du carbone (C) de l’atmosphère afin d’atténuer les effets du changement climatique à l’échelle mondiale. Les scientifiques ont étudié l’influence des micro-organismes du sol vivant dans la couche de feuilles mortes de différentes essences d’arbres sur les processus de carbone du sol.

Alimentation et Ressources naturelles

Dans la mesure où les sols constituent un réservoir de carbone qui contient plus de carbone que l’atmosphère et la végétation terrestre réunies, la séquestration du carbone dans les sols pourrait s’avérer une stratégie efficace pour lutter contre le changement climatique. Les interactions entre le sol et les plantes jouent un rôle essentiel dans les services écosystémiques que sont notamment la séquestration du carbone et de l’azote (N) dans les sols. Le projet AFOREST s’est intéressé à l’effet des essences d’arbres sur la composition, la structure et le fonctionnement du biote du sol qui intervient dans le cycle du carbone et le cycle de l’azote. Les recherches ont été entreprises avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie. «Notre objectif principal consistait à étudier l’influence des essences d’arbres prises individuellement sur le biote du sol et leur effet sur les propriétés physico-chimiques du sol», déclare Petr Heděnec, chargé de recherche au programme MSC. Les chercheurs ont examiné les effets de l’accumulation d’une couche de feuilles mortes d’essences d’arbres européens communs sur la structure et la composition de la communauté des espèces du biote du sol, ainsi que sur leur diversité métabolique et leur rôle dans le renouvellement du carbone et de l’azote dans les sols. Les recherches ont été menées dans le cadre d’une expérience sur les essences d’arbres qui prévoyait la monoculture de six essences européennes communes, à savoir le Hêtre à grandes feuilles, le Chêne pédonculé, le Tilleul, le Sycomore, le Frêne et l’Épicéa.

Effets des essences d’arbres

Petr Heděnec explique que les essences sélectionnées affichent de grandes différences quant au type de couche de feuilles mortes qu’elles produisent, ce qui a une influence sur le biote du sol. «Par exemple, l’Épicéa, le Chêne et le Hêtre produisent une couche de feuilles mortes qui se décompose lentement et qui présente un rapport carbone/azote élevé, de faibles teneurs en nutriments et une forte teneur en lignine. «Quant au Frêne, au Sycomore et au Tilleul; ils produisent une couche de feuilles mortes qui se décompose facilement et qui présente un faible rapport carbone/azote, de fortes teneurs en nutriments et une faible teneur en lignine.» Un aspect important du projet AFOREST tient à la contribution des groupes taxonomiques spécifiques de bactéries du sol et de champignons ou de petites créatures vivant dans le sol aux processus du sol liés au cycle du carbone et de l’azote. «Nos résultats ont mis en lumière des liens évidents entre les groupes fonctionnels du biote du sol et les essences d’arbres», explique Petr Heděnec. «D’une part, nous avons notamment constaté une abondance relative plus importante de copiotrophes (bactéries à croissance rapide présentant un taux élevé de renouvellement des nutriments) dans les sols sous les arbres produisant une couche de feuilles mortes au rapport carbone/azote faible. D’autre part, les oligotrophes (bactéries à croissance lente présentant un faible taux de renouvellement des nutriments) prédominaient dans les sols sous les arbres produisant une couche de feuilles mortes au rapport carbone/azote élevé.»

Une aide pour les sylviculteurs

Les résultats ont également montré la grande incidence des essences d’arbres sur les interactions trophiques du sol. «Nous avons constaté une forte abondance de nématodes bactériophages dans les sols sous le Frêne, le Sycomore et le Tilleul (dans lesquels prédominaient les bactéries), alors que les nématodes fongiphages prévalaient dans les sols sous l’épicéa, le Chêne et le Hêtre dans lesquels prédominaient les champignons», fait remarquer Petr Heděnec. Contrairement à l’hypothèse générale selon laquelle les arbres dont la couche de feuilles mortes présente un rapport carbone/azote élevé jouent un rôle positif dans la stabilisation du carbone organique du sol, les résultats du projet ont indiqué que les arbres dont la couche de feuilles mortes présente un rapport carbone/azote faible abritent une grande diversité d’organismes du sol. Cette découverte est susceptible de favoriser les processus microbiens, notamment les activités bactériennes qui contribuent à la stabilisation du carbone organique du sol qui perdure dans le sol après la décomposition partielle de la matière produite par les organismes vivants. «Les résultats d’AFOREST aideront les gestionnaires des forêts et les décideurs politiques à sélectionner des essences d’arbres qui favorisent la diversité des organismes du sol qui, à leur tour, exercent une influence sur les flux de carbone et d’azote dans les sols», conclut Petr Heděnec.

Mots‑clés

AFOREST, essences d’arbres, couche de feuilles mortes, rapport carbone/azote, biote du sol, séquestration du carbone, carbone, azote

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