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Ecosystem loss of soil inorganic carbon with agricultural conversion: fate, rate, mechanisms, and pathways

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L'impact de l'irrigation et du changement d'affectation des terres sur le carbone inorganique des sols

Des chercheurs financés par l'UE ont étudié les effets de l'agriculture sur le cycle du carbone inorganique des sols (CIS) pour aider à lutter contre l'augmentation des concentrations de CO2 dans l'atmosphère.

Changement climatique et Environnement
Alimentation et Ressources naturelles

Des recherches antérieures ont montré que des modifications de l’affectation des terrains peuvent provoquer pertes importantes de carbone inorganique des sols, ce qui peut transformer nos connaissances actuelles sur la séquestration du carbone. Le projet ELSIC (Ecosystem loss of soil inorganic carbon with agricultural conversion: Fate, rate, mechanisms, and pathways) a étudié comment l'hydrologie des sols, par la modification de l'affectation des terres, peut modifier la dynamique des carbonates dans le développement des sols. Pour comprendre les effets de l'agriculture sur le carbone inorganique des sols, on a procédé à des mesures de datation par radiocarbone et des profils d'isotopes stables de carbonates pédogéniques dans des profils de sols profonds de terres de cultures irriguées, qui ont été comparées à d'autres dans des prairies naturelles non irriguées à proximité. Plus précisément, nous avons cherché à déterminer le destin potentiel du carbone inorganique dissous par irrigation, pour savoir s'il se re-précipite dans les sols, ou s'il est lessivé dans les eaux souterraines, et quel est l'impact net sur le dioxyde de carbone atmosphérique. Même s'il y a clairement une perte de carbone inorganique des sols à proximité de la surface, il n'y a pas d'augmentation importante de carbone plus jeune transporté vers le bas dans les profils de sols irrigués au-delà de 2 m de profondeur, ce qui indique que la dissolution peut avoir eu lieu à une vitesse beaucoup plus rapide que la reprécipitation du carbone inorganique des sols. À ces profondeurs, l’âge du carbone inorganique des sols peut atteindre environ 10 000 ans, ce qui indique qu'ils étaient formés et ont persisté sous le climat plus sec de l'ère de l'Holocène et pourraient être vulnérables à des modifications d'eau des sols liées à l'irrigation pour l'agriculture ou au changement climatique. Les résultats des expériences d'incubation et de modélisation montrent qu’une plus grande partie de carbone inorganique part sous forme de lixiviat dans les eaux souterraines qu'en dégazage sous forme de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. La datation par radiocarbone a également été utilisée pour étudier l'âge du carbone dans les petites racines d'un grand nombre de profils profonds sous les plantations d'arbre. Les âges des racines allaient de 1 à 10 ans, dans les fourchettes indiquées dans la littérature. La datation par radiocarbone des petites racines fluctuait avec la profondeur, avec du carbone jeune dans les 20 cm et les 2-3 m les plus hauts du profil de sol, avec des racines plus profondes immédiatement en-dessous de ces profondeurs. Des fluctuations similaires de l'âge ou de la longévité des racines avec la profondeur ont été observées dans la littérature. La variabilité temporelle différente des ressources dans le profil de sol peut être un facteur potentiel qui peut être testé avec des mesures temporelles sur ces sites ou d'autres sites.

Mots‑clés

Carbone inorganique des sols, agriculture, CO2, ELSIC, carbonates pédogéniques

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