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 Freins à la captation du carbone par les sols : urgence de l’initiative 4 pour mille

Un travail de modélisation à l’échelle de la France montre que les sols pourraient devenir émetteurs de carbone au 21e siècle si les tendances de réchauffement et d’artificialisation des sols se poursuivent à leurs rythmes actuels. L’initiative 4 pour mille apparaît ainsi plus que jamais nécessaire.

végétation sol carbone. © Fotolia
Par Pascale Mollier
Mis à jour le 08/11/2016
Publié le 08/11/2016

Les sources de dioxyde de carbone (CO2).. © Inra
Les sources de dioxyde de carbone (CO2). © Inra

Les sols sont actuellement considérés comme des puits de carbone capables d’absorber du CO2 atmosphérique. Ils contribuent ainsi à atténuer le changement climatique lié aux émissions de gaz à effet de serre. Cependant, un modèle (1) couplant les prédictions climatiques, l’évolution du carbone des sols et l’occupation de ces sols à l’échelle de la France, montre que les sols risquent au contraire de devenir au 21e siècle des sources nettes d’émission de CO2. La mise en œuvre de l’initiative 4 pour mille apparaît dès lors comme une urgence pour renforcer la capacité de fixation du carbone dans les sols.

Plusieurs facteurs influent sur la capacité de stockage du sol : les principaux sont la température, le régime hydrique et l’usage des sols

Evolution temporelle du stock de carbone organique du sol (en mégatonnes C) pour la France entière, comme conséquence de l'effet combiné du changement climatique et du changement d'usage des sols, dans 8 différents scénarios.. © Inra
Evolution temporelle du stock de carbone organique du sol (en mégatonnes C) pour la France entière, comme conséquence de l'effet combiné du changement climatique et du changement d'usage des sols, dans 8 différents scénarios. © Inra

Le sol peut séquestrer du carbone sous forme de matière organique, provenant de la litière des feuilles, des résidus de culture, des racines mortes et des exsudats des racines vivantes. Ce carbone peut être également apporté de façon « exogène » par les fumiers et les composts. Cette matière organique, transformée par les lombrics et les microorganismes du sol, et stabilisée par différents processus, peut rester stockée dans le sol pendant des siècles…

Cependant, cette matière organique peut aussi être minéralisée, libérant du CO2 dans l’atmosphère. Le sol passe ainsi d’un statut de puits à un statut de source de CO2.

L’élévation de la température moyenne, liée au changement climatique, accélère la minéralisation, donc les émissions de CO2, générant ainsi un cercle vicieux en accentuant le réchauffement climatique.

Un autre facteur qui s’oppose au rôle de puits du sol est l’usage que l’on fait de ces sols. Une analyse de leur changement d’affectation sur plusieurs décennies en France montre une tendance à l’artificialisation et au retournement des prairies, défavorables au stockage de carbone.

Le modèle montre que si les tendances actuelles se poursuivent pour ces deux facteurs, température et usage des sols, un quart du carbone organique stocké dans les sols français pourrait retourner dans l’atmosphère d’ici 2100.

La mise en œuvre de l’initiative 4 pour mille est plus que jamais nécessaire

Dominique Arrouays. © inra
Dominique Arrouays © inra

Pour Dominique Arrouays (2), de l’Inra, co-auteur de l’étude : « dans ce contexte, les actions proposées par la France durant la COP21 pour augmenter la séquestration du carbone dans les sols, en particulier l’initiative 4 pour mille, doivent être mises en œuvre le plus rapidement possible ». L’initiative 4 pour mille vise à augmenter le stockage de carbone dans les sols de 0,4% par an à l’échelle mondiale, en limitant la déforestation et en appliquant des pratiques agroécologiques (3). « Mais cette solution ne pourra fonctionner que pendant 20 à 50 ans, jusqu’à saturation des capacités de stockage des sols. A très long terme, on ne pourra donc plus compter sur la captation de CO2 par les sols pour atténuer le changement climatique, il faudra réduire drastiquement nos émissions » poursuit le chercheur spécialiste du sol.

Tous les secteurs d’activité, énergie, transports, industries, construction seront concernés. Quant à l’agriculture, sa contribution aux émissions de gaz à effet de serre (18% au niveau mondial) consiste surtout en émissions de méthane et de dioxyde d’azote. Une étude récente (4) montre que pour limiter le réchauffement de la planète à 2°C d’ici 2100, il faudrait réduire de 10% les émissions de ces deux gaz au niveau de l’agriculture mondiale.

 

(1) Collaboration entre l’Université d’Exeter (Royaume Uni), l’Inra et le Cerfacs (France) et l’Université de Leuven (Belgique).

(2) Dominique Arrouays est ingénieur de recherche à l’unité Infosol de l’Inra d’Orléans, qu’il a dirigé de 2000 à 2011, et a été membre du Groupe technique intergouvernemental sur les sols, du Partenariat mondial sur les sols créé par l’Organisation des Nations-Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO).

(3) Stopper la déforestation et :

  • Éviter de laisser le sol à nu pour limiter les pertes de carbone
  • Restaurer les cultures, les pâturages et les forêts dégradées
  • Planter arbres et légumineuses qui fixent l’azote atmosphérique dans le sol
  • Nourrir le sol de fumiers et de composts
  • Collecter l’eau au pied des plantes

(4) Collaboration entre le CGIAR, l'université de Vermont (Etats-Unis) et des institutions partenaires dont l’Inra.

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Environnement et agronomie
Centre(s) associé(s) :
Val de Loire

Référence

Jeroen Meersmans, Dominique Arrouays, Anton J. J. Van Rompaey, Christian Pagé, Sarah De Baets & Timothy A. Quine. 2016. Future C loss in mid-latitude mineral soils: climate change exceeds land use mitigation potential in France. Scientific Reports 6. http://www.nature.com/articles/srep35798

Emissions de gaz à effet de serre (GES) : chiffres indicatifs et solutions

Secteur concerné Emissions Solutions Résultats espérés
Agriculture mondiale

GES totaux (1) :

10 gigatonnes éq CO2/an  (2)

Diminuer de 10% les émissions de GES par an (Méthane et dioxyde d’azote surtout). Lire l’article. Limiter le réchauffement de la planète à 2°C d’ici 2100.
Agriculture française

GES totaux :

0,09 gigatonnes éq CO2/an

10 mesures identifiées par l’Inra compatibles avec une production élevée. Lire l’article. Diminuer les émissions de 0,03 gigatonnes éq CO2/an en 2030, soit une réduction d’un tiers des émissions annuelles.

Tous secteurs

Echelle mondiale

  • Emissions de CO2 : 49 gigatonnes/an (3)
  • Augmentation de CO2 dans l’atmosphère : 4 gigatonnes/an (4)

          

Initiative 4 pour mille. Lire l’article. Augmenter la capacité de stockage des sols de 3,4 gigatonnes/an = compenser l’augmentation annuelle de CO2 dans l’atmosphère.

(1) Pour l’agriculture, les émissions de GES consistent surtout en émissions de protoxyde d’azote (N2O) et de méthane (CH4). Pour le CO2, le bilan net des émissions est proche de zéro.

(2) éq CO2 : équivalent carbone. Le potentiel de réchauffement du N2O et du CH4 est respectivement 298 fois et 25 fois celui du CO2 à l’horizon d’un siècle.

(3) Dont N2O : 0,05 gigatonnes éq CO2/an, CH: 0,04 gigatonnes éq CO2/an, CO: 0.

(4) Les forêts, les sols et les océans captent une partie de ces émissions, d’où une augmentation nette de CO2 dans l’atmosphère beaucoup plus réduite.