Brûlage dirigé par l’US Forest Service dans la forêt nationale de la Sierra en Californie. Crédit : US Forest Service
Les feux de forêt et les brûlages dirigés, qui peuvent favoriser la stabilité de la matière organique du sol, peuvent constituer une solution climatique naturelle importante pour augmenter le stockage du carbone à long terme.
C’est la conclusion d’une équipe internationale de chercheurs, dont un scientifique du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), qui a étudié l’effet des feux de forêt et des brûlages dirigés sur le cycle mondial du carbone. Les recherches sont publiées dans Nature Geosciences.
Les sols constituent le plus grand réservoir de carbone organique (C) sur terre, et ils offrent à la fois une opportunité et un risque pour les rétroactions climat-C dans le système terrestre en raison de leur rôle dans le cycle global du C ainsi que de leur vulnérabilité aux perturbations.
Les perturbations par le feu peuvent entraîner des pertes de carbone car les incendies brûlent la biomasse végétale et les couches organiques du sol et favorisent l’érosion et le lessivage. Cela réduit ensuite les apports aux sols et stimule les pertes à partir de ceux-ci, qui peuvent persister pendant plusieurs années après l’incendie.
“Ce que nous avons découvert, cependant, c’est que les incendies peuvent provoquer plusieurs transformations au sein d’un écosystème qui peuvent compenser les pertes de carbone immédiates et peuvent finalement stabiliser l’écosystème”, a déclaré Katerina Georgiou, scientifique au LLNL et membre de la Fondation Lawrence, co-auteur de l’article.
Les brûlages contrôlés, comme celui-ci dans le parc national volcanique de Lassen, réduisent le risque d’incendies extrêmes en éliminant les broussailles inflammables. Crédit : Photo reproduite avec l’aimable autorisation du Service des parcs nationaux.
Près de 70 % du carbone de la couche arable mondiale se trouve dans des régions sujettes aux incendies. L’équipe a découvert que les changements induits par les incendies dans la persistance de la matière organique du sol (SOM) sont potentiellement importants pour compenser les pertes de carbone dues à la combustion en réduisant la décomposition.
Malgré des recherches approfondies sur la façon dont le feu modifie les propriétés de la matière organique du sol, il n’y a eu qu’un lien limité entre les changements des propriétés de la matière organique du sol et la réponse des flux de carbone du sol aux changements à long terme de la fréquence et de l’intensité des feux. La plupart des études qui établissent un lien entre les effets du feu sur les flux de carbone dans le sol et les modifications des propriétés de la MOS se concentrent sur la formation de carbone pyrogène, qui est considéré comme l’un des composants les plus stables du sol et peut représenter plus de 30 % du carbone organique total du sol dans certains sols.
Cependant, la formation de carbone pyrogène peut être minime dans les écosystèmes à faible biomasse ligneuse et n’est qu’un des nombreux changements provoqués par le feu qui ont une incidence sur la stabilité de la matière organique du sol. Le brûlage peut modifier la porosité du sol, la formation d’agrégats, l’hydrophobie du sol, la sorption potentielle de la matière organique sur les minéraux, la biomasse et la composition microbiennes et le pH du sol, autant de facteurs qui modifient la décomposition de la MOS
Dans la nouvelle recherche, l’équipe a examiné les preuves de la façon dont le feu affecte les facteurs qui déterminent la stabilité de la MOS – et pas seulement le contenu de la MOS – afin de mieux comprendre comment les changements dans la dynamique de décomposition influencent la réponse du stockage de carbone dans le sol à des régimes de feu changeants.
“Nous avons examiné l’impact du feu sur le stockage et la stabilité du carbone dans le sol dans différents biomes et exploré les moyens d’utiliser le feu comme solution climatique naturelle dans certains biomes pour promouvoir la stabilité du carbone dans le sol”, a déclaré Georgiou.
Référence : “Fire effects on the persistence of soil organic matter and long-term carbon storage” par Adam F. A. Pellegrini, Jennifer Harden, Katerina Georgiou, Kyle S. Hemes, Avni Malhotra, Connor J. Nolan et Robert B. Jackson, 23 décembre 2021, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-021-00867-1
Des chercheurs de l’Université de Cambridge et de l’Université de Stanford ont également contribué à cette étude. La partie du travail du LLNL a été financée par les programmes Lawrence Fellow et Laboratory Directed Research and Development.
