Prédire l’évolution du carbone organique dans les sols cultivés : une nouvelle méthodologie prometteuse testée en Chine

L’évolution du climat dans le futur proche va en partie dépendre de l’évolution des stocks de carbone séquestrés actuellement dans les sols. Comprendre la dynamique du carbone organique est donc un enjeu majeur. Cependant, les modèles actuellement proposés souffrent de nombreuses incertitudes. Une équipe de chercheurs a donc testé la pertinence d’une nouvelle méthodologie incluant l’utilisation de la méthode thermique Rock-Eval®. Réalisée sur des terres cultivées en Chine, l’expérience s’avère plutôt prometteuse.

Comprendre les mécanismes de stockage du carbone organique dans les sols pour mieux anticiper l’évolution climatique

Quels sont les mécanismes qui gouvernent le stockage du carbone organique dans les sols ? Voilà une question cruciale dans le contexte actuel de réchauffement climatique. Car pour envisager le plus précisément possible l’avenir du climat il est important de pouvoir prédire le plus finement possible quel est, et quel sera, le potentiel de séquestration du carbone dans les sols et notamment dans les sols cultivés.  

Différents modèles existent à l’heure actuelle pour expliquer la séquestration du carbone organique dans les sols. Mais quelle que soit l’approche utilisée, la prédiction précise de la dynamique du carbone organique dans les sols semble largement influencée par l’apport initial de carbone organique dans les différents réservoirs. Un apport initial que les différents modèles ont pourtant du mal à estimer correctement, ce qui engendre de fortes incertitudes pour la prédiction de l’évolution des stocks de carbone organique au cours du temps.

Ce problème de quantification de la quantité de carbone initial semble donc être une priorité à résoudre si l’on souhaite obtenir de meilleures simulations de la dynamique du carbone organique dans les sols. Dans ce contexte, l’utilisation de la méthode Rock-Eval® couplée à un modèle automatisé nommé PARTY_SOC pourrait s’avérer judicieuse.

Une nouvelle méthodologie testée sur des terrains cultivés en Chine

Cette méthodologie a donc été testée en se basant sur le modèle AMG développé pour expliquer la séquestration du carbone dans les sols cultivés. Ce modèle a déjà démontré sa validité pour la simulation de la dynamique du carbone organique dans des sols travaillés suivant différentes pratiques agricoles et dans différentes conditions environnementales, notamment en Europe et en Amérique du Sud. Il n’a cependant jamais été testé pour des conditions pédoclimatiques et agricoles typiques à la Chine. Ce pays représente pourtant la plus grande puissance agricole en termes de surface, d’utilisation d’engrais minéraux, de production de viande de porc et de céréales.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs de la Sichuan Agricultural University, de l’ENS Paris et de l’ISTeP notamment ont donc testé l’applicabilité du modèle AMG au contexte chinois. Des expérimentations sur le long terme ont ainsi été réalisées sur 24 sites différents dans le bassin versant de la rivière Tuojiang (sud-ouest de la Chine). Les échantillons ont subi une analyse thermique par Rock-Eval® et les résultats ont été utilisés comme variables d’entrée dans le modèle automatisé PARTY_SOC afin d’estimer la fraction initiale de carbone organique stable. Les résultats ont été publiés dans la revue Journal of Environmental Management. Ils montrent que cette méthodologie pour la paramétrisation du modèle AMG permet d’augmenter la précision des simulations. La capacité prédictive est ainsi augmentée de 25% par rapport à la paramétrisation habituelle.

Ces résultats très prometteurs devraient permettre d’étendre l’utilisation du modèle AMG à d’autres contextes et d’améliorer les prédictions concernant la séquestration du carbone organique dans les sols cultivés.

Brève rédigée par Morgane Gillard

Pour en savoir plus : Qi Wang, Pierre Barré, François Baudin, Hugues Clivot, Fabien Ferchaud, Yang Li, Xuesong Gao, Julia Le Noë, The AMG model coupled with Rock-Eval® analysis accurately predicts cropland soil organic carbon dynamics in the Tuojiang River Basin, Southwest China, Journal of Environmental Management, Volume 345, 2023, 118850, ISSN 0301-4797, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118850.

Localisation de la zone d’étude en Chine © Wang et al. 2023, Journal of Environmental Management