Feux à répétition dans les savanes, qui sont dominés par les graminées, peut réduire le carbone et l'azote dans les sols pendant des décennies. La réduction des nutriments peut entraîner une mauvaise repousse des plantes. Crédit :Carla Staver
Le brûlage fréquent sur des décennies réduit la quantité de carbone et d'azote stocké dans les sols des prairies de savane et des forêts de feuillus, en partie parce qu'une croissance végétale réduite signifie que moins de carbone est extrait de l'atmosphère et stocké dans la matière végétale. Ces découvertes d'une équipe dirigée par Stanford sont importantes pour la compréhension mondiale des impacts des incendies sur le cycle du carbone et pour la modélisation de l'avenir du carbone mondial et du changement climatique.
Les résultats, publié le 11 décembre dans la revue La nature , offrent une nouvelle perspective sur l'impact du feu sur la fertilité des sols.
« Presque toutes les études de synthèse réalisées à ce jour concluent que le feu a relativement peu d'effet sur les sols, mais en grande partie, les chercheurs se sont concentrés sur un seul événement d'incendie, " dit Adam Pellegrini, un post-doctorant à la Stanford's School of Earth, Energy &Environmental Sciences et auteur principal de l'étude.
Au lieu, cette étude a examiné le carbone et la fertilité du sol dans différents écosystèmes sur 65 ans.
« Nous nous intéressons à la façon dont les écosystèmes changent au cours de plusieurs décennies, " a déclaré Rob Jackson, professeur de science du système terrestre et auteur principal de l'étude. « Alors que le climat de la Terre se réchauffe, nous devons comprendre comment les changements de fréquence des incendies modifient les sols et la croissance des plantes. »
Avec une équipe interdisciplinaire de chercheurs de huit institutions à travers le monde, Pellegrini et Jackson ont découvert que les estimations des impacts des incendies sur la capacité de l'écosystème à stocker le carbone peuvent être considérablement erronées. Les nouvelles découvertes pourraient aider les gestionnaires des terres à mieux évaluer la fréquence à laquelle ils utilisent des brûlages dirigés pour gérer les prairies et les forêts.
Les emplacements des données feu-sol utilisées dans l’étude, indiqué en points noirs, en haut une carte indiquant la fréquence des incendies dans le monde. Crédit :Adam Pellegrini
Feu et écosystèmes
En se concentrant sur trois types de paysages différents – les prairies de savane, forêts de feuillus, et forêts d'aiguilles - à partir de 48 sites couvrant plusieurs continents, les chercheurs ont compilé des enregistrements de la fertilité des sols après des incendies sur une période allant jusqu'à 65 ans. En comparant les changements dans les éléments nutritifs du sol au fil du temps, ils ont constaté que dans les zones fréquemment brûlées dans les savanes et les forêts de feuillus, il y a eu une réduction de 36 pour cent du carbone du sol et une réduction de 38 pour cent de l'azote par rapport aux zones protégées contre le feu. Les forêts de conifères n'ont pas montré cette réduction du carbone et de l'azote du sol après les incendies.
"Vous pouvez imaginer après seulement un an, le feu ne ferait pas beaucoup de différence, mais sur plusieurs années et des brûlures répétées, le manque d'apports végétaux dans les sols diminue le carbone et les nutriments, " a déclaré Pellegrini. " La productivité des plantes est ce qui tire le carbone de l'atmosphère - c'est ce qui séquestre le carbone. Ce que nous voyons au fil du temps n'est pas seulement une augmentation nette des émissions de carbone dans l'atmosphère, mais une nette diminution de la séquestration du carbone."
Après que l'équipe a découvert que les incendies répétés provoquent la perte continue de carbone et d'azote dans les savanes et les forêts de feuillus, ils voulaient voir comment la récupération des plantes pourrait être affectée. Ils ont utilisé un modèle de végétation pour prédire la croissance globale des plantes dans les zones fréquemment brûlées et ont découvert que la perte d'azote dans les sols supprimait la repousse des plantes.
Le feu dans une forêt dominée par les conifères ne peut pas brûler à travers l'épaisse couche d'aiguilles sur le sol de la forêt, essentiellement protégeant le sol en dessous. Crédit :Adam Pellegrini
Stockage de carbone réduit
La croissance plus lente des plantes a des implications pour le stockage du carbone, et Jackson a averti qu'il y a un retour à long terme qui devrait être pris en compte. "Il y a des pertes et des changements supplémentaires de carbone qui peuvent se produire des décennies plus tard, car les plantes ne peuvent pas repousser aussi rapidement qu'elles l'auraient fait, " dit Jackson, qui est également chercheur principal au Woods Institute for the Environment.
Étonnamment, les forêts d'aiguilles n'ont pas montré la même perte de nutriments. Au lieu, les sols forestiers dominés par les conifères avaient en fait plus de carbone et d'azote présents avec des brûlages fréquents. Pellegrini a expliqué que le brûlage de la couche dense d'aiguilles de pin partiellement décomposées sur le sol forestier pourrait fournir des cendres aux sols, et a ajouté que les travaux futurs examineront plus en détail les effets du feu dans ce type de forêt.
Les chercheurs ont souligné qu'ils ne préconisent pas la suppression des incendies. « Les incendies augmentent souvent la diversité des plantes et réduisent le risque qu'un paysage connaisse un incendie de haute intensité, " dit Pellegrini.
Au lieu, à une époque où le changement climatique crée des conditions plus sèches et plus chaudes qui favorisent le feu, les gestionnaires des incendies et les écologistes peuvent devoir modifier leurs stratégies de gestion.
« Les gestionnaires peuvent avoir besoin d'une vision plus longue de la quantité et de la fréquence à laquelle ils choisissent de graver des systèmes, " dit Jackson.
