Stocker plus de carbone dans les sols : un enjeu pour le climat et pour l’alimentation

Par M. Roland Courteau, Sénateur français, Vice-président

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Flux et stocks de carbone

Contexte de la note

Les questions de réchauffement climatique et de sécurité alimentaire sont brûlantes. Or les sols, importants réservoirs de carbone (C) sous la forme de matière organique (MO), représentent un élément essentiel, bien que longtemps sous-estimé, de ces deux sujets. En effet, bien que les sols soient trop souvent vus comme de simples surfaces, ils forment des volumes aux propriétés physico-chimiques complexes et nécessaires à la vie. Ainsi, leur préservation est importante non seulement à l’échelon local car des évolutions, mêmes faibles, du stock de carbone des sols ont des effets majeurs sur leur fertilité, et donc sur la productivité agricole, mais aussi au niveau global, à travers le cycle mondial des gaz à effet de serre (GES). Le sol est émetteur de GES, sous la forme de dioxyde de carbone (CO2), lorsque les matières organiques s’y dégradent mais, en même temps, il contribue au stockage de carbone lorsqu’elles s’y accumulent, la matière organique des sols étant constituée pour plus de 50 % de carbone.
Dans certaines conditions, le sol peut stocker plus qu’il n’émet. Il y a, au total, plus de carbone dans le sol que dans la végétation qui le recouvre et l’atmosphère réunies, puisqu’il s’agit d’un minimum estimé de 1.500 milliards de tonnes de carbone dans la matière organique des sols mondiaux, soit plus de deux fois le carbone du CO2 atmosphérique.
Le rapport de l’OPECST «De la biomasse à la bioéconomie : une stratégie pour la France»(1) appelait en 2015 une poursuite des investigations sur la question des relations entre sols et carbone, et tout particulièrement sur les enjeux du stockage de carbone dans les sols(2). C’est l’objet de la présente note.

Connaissances scientifiques sur le rôle des sols dans le stockage du carbone

Dans une étude visionnaire parue en 1853 et intitulée «Des climats et de l’influence qu’exercent les sols boisés et non boisés»(3), Antoine-César Becquerel expliquait que « les faits nombreux et variés exposés dans cet ouvrage montrent combien est complexe la question relative à l’influence du déboisement et du défrichement sur les climats, attendu qu’il faut prendre en considération une foule de causes secondaires que l’on néglige ordinairement dans la discussion ». 165 ans après ce travail, cette complexité multicausale dans les interactions entre les sols et le climat continue de se vérifier.
Le climat influe sur la teneur en carbone organique des sols en jouant sur les entrées, à travers la productivité végétale par exemple, et sur les sorties, par l’intermédiaire de l’activité biologique et de l’érosion. Le sol fait figure d’acteur-clé dans les cycles biogéochimiques du carbone. Les flux de carbone dans les sols dépendent de nombreux facteurs : nature des écosystèmes ; nature et quantité des apports de matières organiques ; activité biologique dont dépendent à la fois l’humification et la minéralisation, l’équilibre entre les deux étant principalement fonction des conditions physicochimiques, de la température et des possibilités de liaisons entre les matières organiques et des particules minérales. L’augmentation de la température, la diminution de l’humidité des sols ou encore le travail mécanique du sol favorisent la minéralisation.
Les sols sont marqués par une grande diversité : la quantité maximale de MO qui y est contenue peut fluctuer fortement d’un écosystème à un autre, suivant les variations des différents facteurs évoqués.
Selon la nature du sol et son usage, le stockage de carbone dans les sols est très inégal : entre tourbières, sols forestiers, sols agricoles, ou encore sols dégradés, artificialisés, voire imperméabilisés, les écarts sont grands(4).

Le temps de résidence du carbone dans le sol est en moyenne de quelques décennies mais il est très variable puisqu’il peut aller, pour un même sol, de quelques heures à plusieurs millénaires, sous l’effet de plusieurs facteurs(5). Ce temps est augmenté par l’association de la matière organique aux particules minérales du sol, en particulier aux argiles, car elles assurent une protection physique et physicochimique vis-à-vis des micro-organismes décomposeurs(6). La protection physique des matières organiques est un processus dont l’amplitude est complexe à estimer, et qui est susceptible d’être affectée par les pratiques culturales comme par les changements climatiques.
Ainsi, un broyage fin des agrégats du sol s’accompagne d’une minéralisation accrue du carbone organique. Favorisée par le travail mécanique et l’absence de couverture végétale, l’érosion est, sous l’effet du ruissellement, un facteur de destruction des sols et de perte de MO. La dégradation des sols, par destruction du complexe organo-minéral ou par érosion, réduit leur capacité à stocker le carbone et leur rendement de produits agricoles et forestiers. Elle aboutit, au pire, à la désertification. Il faut pourtant plusieurs milliers d’années pour « faire un sol »(7). Le sol est donc une ressource non renouvelable à l’échelle de temps des activités humaines. Aujourd’hui, 25 % des sols de la planète sont fortement dégradés (41 % pour les sols cultivés) auxquels s’ajoutent chaque année 12 millions d’hectares supplémentaires.
L’artificialisation des sols(8) a pour conséquences : leur imperméabilisation (ils ne rendent alors plus d’autre service que de supporter les constructions et les voies de transport), la fragmentation des milieux et une atteinte à la biodiversité, un mitage de l’espace agricole et une moindre régulation des flux d’eau (aggravation des inondations) et des températures chaudes en ville.

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Source : SENAT.FR – mars 2018

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