Le dioxyde de carbone dans l'atmosphère alimente la croissance des plantes. À mesure que les niveaux de carbone augmentent, il est attrayant de penser à une croissance des plantes suralimentée et à des campagnes massives de plantation d'arbres réduisant le CO 2 produite par la combustion de combustibles fossiles, l'agriculture et d'autres activités humaines.

Nouvelle recherche publiée le 24 mars dans La nature , cependant, suggère que lorsque des niveaux élevés de dioxyde de carbone entraînent une croissance accrue des plantes, cela a un impact étonnamment élevé sur un autre grand puits de carbone :le sol.

Une explication probable, les auteurs disent, est que les plantes exploitent efficacement le sol pour les nutriments dont elles ont besoin pour suivre la croissance alimentée par le carbone. L'extraction des nutriments supplémentaires nécessite une augmentation de l'activité microbienne, qui libère alors du CO 2 dans l'atmosphère qui pourrait autrement rester enfermé dans le sol.

Les résultats contredisent une hypothèse largement acceptée selon laquelle la biomasse et le carbone du sol augmenteront en tandem à mesure que davantage de biomasse végétale tombe au sol et se transforme en matière organique. En analysant les données de 108 expériences publiées précédemment sur les niveaux de carbone du sol, croissance des plantes et fortes concentrations de CO 2 dans l'air, les auteurs ont été surpris de trouver le contraire.

"Quand les plantes augmentent la biomasse, il y a généralement une diminution du stockage du carbone dans le sol, " a déclaré l'auteur principal César Terrer, un boursier du Lawrence Livermore National Lab qui a travaillé sur la recherche en tant que chercheur postdoctoral à l'Université de Stanford.

Terrer et ses collègues ont découvert que les sols n'accumulaient plus de carbone que dans des expériences où la croissance des plantes restait assez stable malgré des niveaux élevés de carbone dans l'atmosphère. "Il s'est avéré beaucoup plus difficile que prévu d'augmenter à la fois la croissance des plantes et le carbone du sol, " a déclaré l'auteur principal de l'étude Rob Jackson, professeur de science du système terrestre à la Stanford's School of Earth, Sciences de l'énergie et de l'environnement (Stanford Earth).

Les projections climatiques largement utilisées aujourd'hui ne tiennent pas compte de ce compromis, dit Jackson. Par conséquent, ils surestiment probablement le potentiel de la terre à attirer le dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre.

Les plantes et les sols absorbent actuellement environ 30 pour cent du CO 2 émis par les activités humaines chaque année. Prédire comment la partie souterraine de ce puits de carbone va évoluer au cours des prochaines décennies est particulièrement important car le carbone absorbé par le sol a tendance à y rester longtemps. "Quand une plante meurt, une partie du carbone accumulé dans sa biomasse peut retourner dans l'atmosphère. Dans les sols, le carbone peut être stocké pendant des siècles ou des millénaires, " expliqua Terrer.

Le travail s'appuie sur la recherche Terrer, Jackson et ses collègues ont publié en 2019 estimant qu'un doublement du CO atmosphérique 2 par rapport aux niveaux préindustriels, comme prévu d'ici la fin de ce siècle, n'augmentera la biomasse végétale que d'environ 12 pour cent. En d'autres termes, les plantes joueront probablement un rôle beaucoup moins important dans la réduction du carbone que prévu.

Maintenant, en examinant comment le stockage du carbone fonctionne ensemble dans les plantes et les sols, les scientifiques ont découvert que les attentes pour une autre pièce du puzzle climatique devaient également être révisées. "Les sols stockent plus de carbone dans le monde que n'en contient toute la biomasse végétale. Ils ont besoin de beaucoup plus d'attention alors que nous projetons le sort des forêts et des prairies dans l'atmosphère changeante, " dit Jackson, qui est également chercheur principal au Stanford Woods Institute for the Environment.

La recherche suggère que les prairies pourraient absorber des quantités inattendues de carbone au cours des prochaines décennies. Dans un scénario où le CO atmosphérique 2 double les niveaux préindustriels, les chercheurs estiment que l'absorption de carbone dans les sols des prairies augmentera de 8 pour cent, tandis que l'absorption de carbone par les sols forestiers restera à peu près plate. C'est malgré le CO 2 enrichissement donnant une plus grande impulsion à la biomasse dans les forêts (23 pour cent) que dans les prairies (9 pour cent), en partie parce que les arbres allouent au sous-sol une partie relativement faible du carbone qu'ils absorbent.

« Du point de vue de la biodiversité, ce serait une erreur de planter des arbres dans les écosystèmes naturels de prairies et de savanes, " Terrer a déclaré. "Nos résultats suggèrent que ces écosystèmes herbeux avec très peu d'arbres sont également importants pour le stockage du carbone dans le sol."