Les cloportes (isopodes) sont d'importants détrivores du sol. Crédit :Sarah Zieger
Quand le sol se réchauffe, il libère plus de dioxyde de carbone (CO2), un effet qui alimente le changement climatique. Jusqu'à maintenant, on avait supposé que cela était principalement dû à la présence de petits animaux vivant dans le sol et de micro-organismes qui mangeraient et respireraient davantage à des températures plus chaudes. Cependant, une nouvelle étude en Nature Changement Climatique a montré que ce n'était pas le cas. Si la chaleur s'accompagne de sécheresse, les animaux du sol mangent encore moins. Afin d'améliorer le pouvoir prédictif des modèles climatiques, il est désormais crucial de mieux comprendre les processus biologiques dans le sol, disent les scientifiques.
Le fait que le climat mondial change est principalement dû à la combustion de combustibles fossiles. En conséquence, de grandes quantités de dioxyde de carbone (CO2) sont libérées dans l'atmosphère terrestre. Cependant, en outre, le changement climatique s'intensifie également de lui-même, car le réchauffement climatique modifie également le cycle naturel du carbone. Bien que sur Terre, le carbone est constamment converti de composés solides en CO2 gazeux et vice versa, des températures plus chaudes peuvent augmenter les pertes de carbone sous forme de CO2 du sol. Par conséquent, plus de CO2 est introduit dans l'atmosphère terrestre :une rétroaction positive.
Les scientifiques avaient précédemment supposé que cet effet était principalement dû à la présence de petits animaux et de micro-organismes dans le sol, qui se nourrissent de matière organique morte (par exemple, feuilles mortes). Parce que quand ils "brûlent" leur nourriture, Du CO2 est libéré ("respiration"). On a supposé qu'à des températures plus chaudes, les insectes et les vers avec des rôles en décomposition mangeraient plus, et la matière organique morte dans le sol serait décomposée plus rapidement. Après tout, ces animaux sont des poïkilothermes dont la température corporelle et l'activité dépendent de l'environnement.
Les bactéries et les champignons unicellulaires du sol devraient également être plus actifs à des températures plus chaudes, sur la base de la compréhension actuelle. Mais maintenant, une nouvelle étude remet en cause cette hypothèse. Une équipe de chercheurs dirigée par le Centre allemand de recherche sur la biodiversité intégrative (iDiv) et l'Université de Leipzig a mené une expérience pour simuler le réchauffement du sol dans la forêt et a découvert que les températures plus chaudes n'ont aucune influence sur l'activité alimentaire des animaux du sol. . Lorsque les chercheurs ont simulé un deuxième effet du changement climatique en plus du réchauffement, à savoir la sécheresse, les résultats étaient à l'opposé des attentes :les animaux du sol mangeaient moins, et les micro-organismes vivant dans le sol ont montré un déclin de la respiration, une indication qu'ils ont également consommé moins de nourriture.
Les scientifiques ont utilisé ce que l'on appelle des bandes de lamina d'appât pour mesurer la quantité de nourriture que mangeaient les animaux du sol. Crédit :Julia Siebert
Dr Madhav P. Thakur, premier auteur de l'étude, explique pourquoi ces résultats sont d'une grande pertinence :« L'effet de rétroaction du réchauffement climatique via la plus grande libération de CO2 du sol est une hypothèse cruciale dans les modèles prédisant notre climat futur. il est important de savoir ce qu'il provoque cet effet. Nos résultats indiquent que ce ne sont peut-être pas les animaux du sol, au contraire :leur rôle peut en fait être à l'opposé de ce que nous attendions, du moins lorsque le réchauffement et la sécheresse se produisent ensemble. »
Professeur Nico Eisenhauer, l'auteur principal de l'étude, dit, "Il est fort probable qu'au lieu des animaux et des micro-organismes du sol, les plantes sont responsables de l'effet de rétroaction car elles respirent aussi avec leurs racines. Afin d'améliorer la validité des modèles climatiques, nous avons maintenant un besoin urgent de mieux comprendre les processus biologiques dans le sol." Après tout, le sol est le principal réservoir de carbone sur terre, dit le scientifique.
Avec ces éléments chauffants, les scientifiques ont réchauffé le sol des forêts dans le cadre de l'expérience B4WarmED. Crédit :Artur Stefanski
L'étude a été menée dans le cadre d'une expérience à long terme sur le changement climatique au Minnesota, Dans le cadre de l'expérience B4WarmED (Réchauffement de la forêt boréale à un écotone en danger), des scientifiques chauffent artificiellement des parcelles de forêt boréale de 3,4 °C. En outre, ils réduisent également les précipitations de 40 pour cent dans certains endroits en installant des tentes par temps de pluie. Les scientifiques ont mesuré combien les animaux du sol mangeaient à l'aide de bandes de lamina d'appât :de petits bâtons avec des trous que les chercheurs ont remplis de substrat qui ressemblait à la matière organique du sol. Ces bâtons étaient enfoncés profondément dans le sol. Toutes les deux semaines, les scientifiques ont vérifié la quantité de substrat consommée. Les chercheurs ont effectué plus de 40 mesures de ce type sur une période de quatre ans. Il s'agit de la première étude de cette envergure à étudier les effets du réchauffement climatique et de la sécheresse sur les animaux décomposeurs du sol. En outre, les chercheurs ont vérifié la respiration des micro-organismes du sol en excluant les racines des plantes avec un anneau métallique dans de petites zones de sol, puis en mesurant la quantité de CO2 libérée du sol avec un analyseur de gaz.
