La recherche est publiée dans la revue Geoderma .

Pour recréer les effets du changement climatique dans des conditions réalistes, les chercheurs ont utilisé des mésocosmes sol-plante. Ces écosystèmes miniatures sont constitués d'unités contenant des échantillons de sol. En déplaçant les mésocosmes le long d’un gradient d’élévation depuis des endroits plus élevés et plus frais vers des endroits plus bas et plus chauds, les scientifiques ont simulé le changement climatique. Ainsi, ils ont simulé un réchauffement allant jusqu'à 3°C, en fonction de la différence d'altitude entre l'emplacement d'origine et le nouveau.

"L'étude détaillée des réponses des sols au changement climatique nous aide à mieux comprendre les effets à long terme sur les écosystèmes des prairies alpines", explique la pédologue Noelia Garcia-Franco. L'étude a été réalisée sur différentes zones des districts bavarois de Weilheim-Schongau et Garmisch-Partenkirchen.

La moitié des mésocosmes étaient cultivés de manière intensive et l'autre moitié de manière extensive, c'est-à-dire qu'ils étaient fauchés à différentes fréquences et fertilisés avec du lisier par exemple. Des échantillons de sol ont été prélevés après quatre ans.

La teneur en humus, la structure du sol et les réserves de nutriments diminuent considérablement

Suite à des augmentations de température de 2° et 3°, la teneur en humus a diminué rapidement et fortement, cette baisse étant encore plus prononcée en cas de gestion extensive. Avec une gestion extensive, le sol a perdu 22% d'humus à une augmentation de température de 3° et 14% à 2°. En gestion intensive, la perte d'humus du sol s'élève à 11 % dans ces conditions. La fertilisation organique plus intensive a pu compenser en partie la perte de matière organique.

Dans l’ensemble, l’augmentation de la température altère considérablement la structure du sol. Les mottes de terre qui composent le sol sont déstabilisées et, par conséquent, la matière organique du sol se dégrade de plus en plus. "La taille des mottes de terre pourrait être un signal d'alarme précoce concernant la perte imminente d'humus et de structure du sol", explique Garcia-Franco. Les chercheurs ont également observé que les réserves du sol en azote, un élément nutritif important pour les plantes, diminuaient.

Des réservoirs de carbone importants menacés

Le changement climatique progresse plus rapidement, en particulier dans les régions montagneuses d’Europe centrale et septentrionale, que dans d’autres régions. Par exemple, la température annuelle moyenne dans les Alpes européennes a augmenté de 2° depuis les années 1980. La combinaison particulière de précipitations élevées et de températures moyennes basses signifie que les sols y stockent une quantité particulièrement importante de carbone sous forme d'humus.

Les prairies des Alpes et des contreforts alpins constituent l’un des plus grands réservoirs de carbone organique lié au sol en Europe centrale. Cependant, des températures plus élevées augmentent l’activité des micro-organismes présents dans le sol, surtout pendant les mois d’hiver. En conséquence, l'humus est décomposé plus rapidement et libéré sous forme de CO₂ .

Les prairies de montagne remplissent d'importantes fonctions économiques et écologiques :elles produisent de grandes quantités d'aliments pour animaux de haute qualité et jouent un rôle essentiel dans le stockage de l'eau et des nutriments ainsi que dans le maintien d'une grande diversité de plantes et d'organismes du sol. Le changement climatique pourrait altérer ces fonctions à long terme.