Les sols des zones humides d’eau douce du Nord, appelés tourbières, sont froids, saturés d’eau et acides. Ces conditions ralentissent la décomposition de la matière organique par les microbes en gaz à effet de serre. Ce processus stocke le carbone dans le sol. Les chercheurs utilisent l'expérience SPRUCE (Spruce and Peatland Responses Under Changing Environments) pour réchauffer l'air et le sol dans une tourbière du nord du Minnesota afin de simuler les effets du changement climatique sur le cycle du carbone.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont testé si différents composants de la matière organique du sol se dégraderaient à des rythmes différents en réponse au changement climatique. Étonnamment, les expériences ont montré que tous les composants organiques du sol peuvent se décomposer plus rapidement dans des conditions plus chaudes.

Les travaux sont publiés dans la revue Nature Communications .

Les tourbières stockent un tiers du carbone mondial du sol. Alors que ces écosystèmes séquestrent le carbone depuis des millénaires, le changement climatique menace de déstabiliser la « banque de carbone » des tourbières. Ces résultats démontrent que les vastes et profondes réserves de carbone des tourbières sont vulnérables à la décomposition microbienne qui alimente la production en serre en réponse au réchauffement. Les expériences montrent également qu’une augmentation du dioxyde de carbone combinée au réchauffement pourrait entraîner une augmentation des quantités de substances dégradables produites par les plantes, qui à leur tour abritent des microbes producteurs de gaz à effet de serre. Cela pourrait aggraver le changement climatique.

Dans le passé, les scientifiques ont suggéré que les composants complexes de la matière organique du sol (MOS) d'origine végétale, tels que les lignines, pourraient se dégrader plus rapidement que les composants plus simples de la MOS avec le changement climatique. Cependant, l'étude actuelle a rejeté l'hypothèse selon laquelle les molécules complexes de MOS seraient plus sensibles aux changements de température que les composants carbonés chimiquement moins complexes du sol.

Au lieu de cela, les chercheurs ont découvert que tous les composés moléculaires comprenant la SOM, quelle que soit leur source et leur complexité, sont vulnérables aux changements des facteurs climatiques. De plus, ils ont observé une augmentation des composés carbonés dérivés des racines dans des conditions élevées de dioxyde de carbone, ce qui suggère que le réchauffement et des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone pourraient déplacer le budget carbone des tourbières vers des réservoirs avec un renouvellement plus rapide.

Ensemble, ces résultats indiquent que le changement climatique pourrait augmenter les apports de composés de carbone plus réactifs provenant des plantes et améliorer la décomposition de la MOS, un processus connu sous le nom d'« amorçage », potentiellement déstabilisant le stockage du carbone dans les tourbières.

Plus d'informations : Nicholas O. E. Ofiti et al, Le réchauffement climatique et l'augmentation du CO2 modifient les sources de carbone et la stabilité des sols des tourbières, Nature Communications (2023). DOI :10.1038/s41467-023-43410-z

Informations sur le journal : Communications naturelles

Fourni par le Département américain de l'énergie