L’échange de carbone entre le carbone organique du sol (SOC) et l’atmosphère affecte le climat et, en raison de l’importance de la matière organique pour la fertilité du sol, la productivité agricole. La dynamique du carbone de la couche arable a été relativement bien quantifiée, mais la moitié du carbone du sol se trouve dans les couches profondes du sol (en dessous de 30 centimètres), et de nombreuses questions subsistent quant à l’échange de ce carbone profond avec l’atmosphère8. Ce manque de connaissances restreint les politiques de gestion du carbone du sol et limite les modèles de carbone globaux. Nous quantifions ici l’incorporation récente d’atomes de carbone dérivés de l’atmosphère dans les profils du sol entier, par le biais d’une méta-analyse des changements dans les signatures des isotopes stables du carbone sur 112 sites de prairies, de forêts et de terres cultivées, dans différentes zones climatiques, entre 1965 et 2015. Nous constatons, en accord avec des travaux antérieurs, que le sol à une profondeur de 30 à 100 centimètres sous la surface (le sous-sol) contient en moyenne 47 % des stocks de SOC du mètre supérieur. Cependant, nous montrons que ce sous-sol ne représente que 19 % du SOC qui a été récemment incorporé (au cours des 50 dernières années) dans le mètre supérieur. Globalement, la profondeur médiane de l’incorporation récente de carbone dans le sol minéral est de 10 centimètres.
Les variations dans l’allocation relative du carbone aux couches profondes du sol sont mieux expliquées par l’indice d’aridité que par la température annuelle moyenne. L’utilisation des terres pour les cultures réduit l’incorporation du carbone dans la couche superficielle du sol, mais pas dans les couches plus profondes. Nos résultats suggèrent que la dynamique du SOC et ses réponses au contrôle climatique ou à l’utilisation des terres dépendent fortement de la profondeur du sol. Nous proposons que l’utilisation de modules de sol multicouches dans les modèles globaux de carbone, testés avec nos données, pourrait aider à améliorer notre compréhension des échanges de carbone entre le sol et l’atmosphère.
Références : Balesdent J., Basile-Doelsch I., Chadoeuf J., Cornu S., Derrien D., Fekiacova Z., Hatté C., 2018. Atmosphere-soil carbon transfer as a function of soil depth. Nature, 559, 599-602. doi:10.1038/s41586-018-0328-3
Etude financée par les projets ANR DEDYCAS et LEFE DYVERTIS