La respiration du sol est fondamentale dans les écosystèmes terrestres, où les plantes et les microbes dominent la production de dioxyde de carbone rejeté dans l'atmosphère. La compréhension scientifique des processus qui sous-tendent la respiration du sol reste incomplète, ce qui limite notre capacité à prédire avec précision comment le cycle mondial du carbone réagira au changement climatique.

Pour mieux comprendre les facteurs qui contribuent à la respiration du sol, les scientifiques ont développé une technique de mesure des gaz par paires pour calculer le rapport entre le dioxyde de carbone produit et l'oxygène consommé. Dans les troncs d'arbres et les sols, ce rapport est appelé le quotient respiratoire apparent (ARQ).

Bien que ce rapport puisse être un traceur biogéochimique utile, les scientifiques doivent d'abord mieux contraindre les sources de sa variabilité. Hillman et al. a mené une étude pilote de 15 mois dans une chênaie méditerranéenne à Odem, sur les hauteurs du Golan. L'équipe a effectué des mesures saisonnières de la respiration du sol en vrac et des ARQ des tissus des tiges et des racines des arbres à la fois des espèces à feuilles caduques et à feuilles persistantes. Ils ont également prélevé des échantillons d'air des sols sous-jacents.

Les valeurs ARQ dans les échantillons de tige et de sol étaient bien inférieures à celles que les chercheurs s'attendaient à trouver pour la respiration se produisant dans des substrats glucidiques. Les auteurs attribuent cette variabilité à la fixation non photosynthétique du dioxyde de carbone dans les tiges et à la dégradation microbienne des composés stables du sol qui nécessitent plus d'oxygène.

L'équipe a également constaté que les mesures de l'ARQ sol-air de la forêt étaient généralement supérieures aux ARQ du sol en vrac et inférieures aux ARQ des racines. Les chercheurs soutiennent que ces différences démontrent le potentiel de cette technique pour distinguer les sources autotrophes de la respiration du sol (qui peuvent synthétiser leur propre nourriture) des sources hétérotrophes.

Ces résultats, publiés dans le Journal of Geophysical Research :Biogeosciences , démontrent le fort potentiel des mesures de gaz appariés pour démêler les processus qui contribuent à la respiration du sol. Une meilleure compréhension de la variabilité des ARQ devrait fournir des informations dont les biogéochimistes ont besoin pour développer cette technique et mieux prédire les processus écosystémiques cruciaux.