Les stocks dans l’humus et le sol

Le sol est un composant essentiel des écosystèmes terrestres. La diversité de nos forêts est étroitement liée à la diversité du sol et du climat dans lequel il évolue. Le sol assure le maintient de la majorité des plantes en permettant l’ancrage des racines. C’est aussi le "garde-manger" principal des végétaux, car il stocke les éléments chimiques et l’eau nécessaires à leur alimentation. La composition chimique, la profondeur, l’aération et l’humidité d’un sol sont des paramètres fondamentaux pour l’installation d’une espèce.

Description des sols

Afin de pouvoir caractériser écologiquement chaque site, nous avons absolument besoin d'une description détaillée de son sol.

Plus un sol est capable de retenir les éléments chimiques nécessaires à l'alimentation des plantes et l'eau, sans excès, plus la vitalité des arbres qui y sont installés est élevée.

Cette carte est le résultat synthétique de la description détaillée des deux profils de sol par site. On trouve dans le réseau la plupart des types de sols forestiers répandus en France.

Groupes de sols et groupes d'humus dans les sites du réseau RENECOFOR (1993 -1995)

Le carbone

Les écosystèmes forestiers puisent le carbone dans l'atmosphère sous forme de CO2 (dioxyde de carbone) par le mécanisme de la photosynthèse et le stockent dans les plantes et dans le sol.

Une partie de ce carbone retourne dans l'atmosphère par la respiration des végétaux et des animaux. Ce stockage est important au moment où les activités humaines rejettent dans l'atmosphère d'importantes quantités de CO2 qui est l'un des principaux gaz à effet de serre, responsable des changements climatiques.

La fonction de "puits de carbone" des forêts peut être durable en donnant au bois produit des usages à long terme (charpente, meubles...) et en veillant à ce que le carbone du sol ne soit pas libéré massivement (pas d'incendie, pas de mise en lumière brutale, pas de bouleversement du sol...).

Par ailleurs, la variation du stock de carbone du sol est un bon indicateur du fonctionnement de l'écosystème : une forte augmentation de ce stock traduit un ralentissement de l'activité biologique. A l'inverse, une forte diminution peut être préjudiciable en raison de la perte des éléments minéraux fixés à la matière organique et à la diminution de la capacité à retenir l'eau.

Les stocks de carbone organique dans les couches holorganiques (LFH) et minérales (0-40 cm) des placettes du réseau RENECOFOR (1993 - 1995)

Cette carte montre l'état des stocks de carbone dans l'humus et dans le sol au début de l'existence du réseau (1993-1995).

Des inventaires successifs sont prévus tous les 15 ans, afin de connaître l'évolution. Des différences très importantes sont observées selon la richesse des sols, l'altitude, les conditions climatiques et les espèces d'arbres.

Le stock de carbone organique dans l'humus varie entre 1 et 53 tonnes par hectare. Celui de l'horizon minéral jusqu'à 40 cm entre 8 et 189 tonnes.

Qu'est-ce que la photosynthèse ?

La photosynthèse est le mécanise qui permet aux plantes de fabriquer leur matière organique carbonée en utilisant l'eau et du dioxyde de carbone (CO2) en présence de lumière. Ce phénomène entraîne la libération d'oxygène (O2).

Qu'est-ce que l'effet de serre?

La terre reçoit de l'énergie du soleil par l'intermédiaire du rayonnement solaire. Une part de ce rayonnement est réfléchit par notre atmosphère (nuages blancs) et les surfaces claires de la terre (neige, glace des régions polaires). Les rayons non réfléchis vers l'espace sont absorbés par l'atmosphère et la surface de la terre. Cette absorption apporte au sol de la chaleur (énergie), restituée par la suite dans l'atmosphère sous forme de rayons infrarouges. Ce rayonnement est en partie absorbé par les gaz à effet de serre qui les renvoient dans toutes les directions et notamment vers la terre. Cela créé un effet de serre qui augmente la température dans notre atmosphère (figure 1).

La terre bénéficie d'un effet de serre naturel, qui lui permet d'avoir à sa surface une température moyenne de + 15°C au lieu de - 18°C s'il n'existait pas (figure 2).

Mais depuis la première révolution industrielle, l'activité humaine émet toujours plus de gaz à effet de serre. Les principaux sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et l'ozone (O3). La surabondance de ces gaz entraîne une augmentation des températures de l'atmosphère terrestre. Un réchauffement global à la surface de la terre provoque une fonte des glaces polaires, une augmentation du niveau des océans et des changements climatiques trop rapide, qui ne laisseront sûrement pas le temps à de nombreuses espèces animales et végétales de s'adapter.

L'azote

L'azote des sols provient de l'atmosphère et de l'activité des êtres vivants. Son stock dans les sols est une composante essentielle de leur fertilité. Le stock d'azote dans l'humus varie entre 20 et 1.780 kilogrammes par hectare.

Celui de l'horizon minéral jusqu'à 40 cm est compris entre 1 et 16 tonnes par hectare. Ces différences sont liées au sol, au climat et aux espèces végétales présentes. 

La carte des stocks d'azote dans les couches holorganiques (LFH) et minérales (0-40 cm) des placettes du réseau RENECOFOR (1993 - 1995)

Sous l'effet des activités humaines (transport, élevage, engrais), les apports atmosphériques d'azote ont fortement augmentés depuis 60 ans. Avec l'élévation du niveau du CO2 atmosphérique et de la température, ces apports d'azote ont vraisemblablement contribué à une augmentation de croissance des arbres au XXe siècle. La demande en autres éléments minéraux est par conséquent plus forte. Sur des sols pauvres, des carences peuvent apparaître.

En cas d'excès d'azote, le surplus libéré par le sol est entraîné vers les cours d'eau et les nappes phréatiques et provoque un enrichissement excessif des milieux aquatiques. Il en résulte la prolifération massive de la végétation aquatique qui entraîne une diminution de la teneur en oxygène dissous dans les eaux et peut aboutir à la disparition de certaines espèces aquatiques.