Diversité spatiale des stocks
2.3.3 Les estimations actuelles des flux par conversions-types Tous les flux en général
Certaines conversions entraînent plus de flux de GES que d'autres. Il s'agit des conversions qui impliquent un changement important de la quantité de biomasse (en la détruisant ou en la créant) ou de la qualité des sols (couverture des sols, assèchement des zones humides, etc.). Chaque dynamique paysagère et territoriale correspond à différentes transitions entre catégories (ici les catégories Giec) d’occupation du sol :
Tableau 2.4 correspondance entre dynamiques et conversions-types
dynamique catégorie d’origine catégorie de destination
Déforestation Forêts Artificiel, Cultures, Autres, Prairies Artificialisation Cultures, Forêts, Zones
Humides, Autres, Prairie Artificiel
Enfrichement Cultures, Autres, Prairies Forêts, Prairies (ligneux hors forêts) Drainage Zones Humides Artificiel, Cultures, Prairies
Ces différentes transitions entrainent des flux qui n’ont pas le même rythme, car les vitesses d’évolution du carbone ne présentent pas les mêmes cinétiques selon que le carbone est stocké ou émis, selon le type de biomasse et de sol, etc. Ainsi, deux transitions opposées (par exemple forêt→culture et culture→forêt) ne s’annulent pas mutuellement car leurs effets sont différenciés dans le temps.
Les flux sont ici considérés de manière égale. Or, dans une logique d’inventaire officiel à visée politique et stratégique, tous les flux ne sont pas également pris en compte. Certains flux sont calculés mais ne sont pas intégrés dans la comptabilité carbone officielle. En effet celle-ci tient compte de règles de comptabilisation complexes et évolutives1. Il faut donc être prudent lorsque l’on compare des travaux mesurant l’impact climat de différents changements d’occupation du sol : selon qu’elle s’appuie sur l’inventaire final ou sur des valeurs complètes totales, la portée de l’analyse est différente.
1
plafond maximum de prise en compte d’un puits, comptabilisation optionnelle de certaines catégories, prise en compte partielle, etc.
Figure 2.11. Comparaison des flux de carbone dans le sol selon différentes conversions
D’après Arrouays et al (2002). Il s’agit du stockage moyen annuel dans le cadre d’un scénario à 20 ans. La barre d’erreur correspond à l’IC à 95 %. La conversion d’une prairie en culture émet 1 tC/ha/an sur 20 ans ; l'abandon de la culture au profit de prairies ou de boisement stocke 0,5 tC/ha/an sur 20 ans. Ces valeurs sont cohérentes avec la littérature (Guo et Gifford, 2002).
Enfin, dans l’inventaire UTCATF, les conversions impliquant la catégorie d'utilisation "autres
terres" n'entraînent ni émission ni séquestration de carbone dans l’inventaire français car on ne dispose
pas d'estimation de stocks de carbone associé. Cette catégorie ne représente que très peu de surfaces en France et elle est encore moins présente dans les surfaces de changements d’occupation du sol.
L’afforestation
L’afforestation représente un potentiel important de séquestration de carbone à moyen terme, dans la biomasse aérienne, en particulier en cas d’espèces à croissance rapide (CGAAER, 2015). Mais pour comprendre ce potentiel en totalité et sur le long terme, il faut prendre en compte les flux dans le sol et notamment l’effet de la conversion entre l’ancienne occupation et la forêt ; mais aussi le rôle de la biomasse aérienne et souterraine. Pour le stock de carbone du sol uniquement transition prairie pâturée à forêt, la littérature indique à la fois des valeurs de diminution (Guo & Gifford, 2002) et des valeurs d’augmentation (Mu et al., 2014), cette variation étant due aux différences de situations, de temporalité et de périmètre, au nombre de relevés et aux conditions de l’étude (Stevens & van Wesemael, 2008). Stevens et Wesemael (2008) ont calculé l’évolution des stocks de carbone dans les sols en réponse à l’afforestation et à la déforestation, dans les Ardennes belges, entre 1868 et 2005. Sur la période entière, le flux net est un puits (faible) de 0,16 tC/ha/an. Ils notent aussi l’effet des types de plantation : les sols sous forêts de feuillus stockent moins que sous conifères (la matière organique s’y décompose mal). Concernant les stocks de carbone dans la biomasse, il ne faut pas considérer que l’augmentation des surfaces forestières entraine forcément une hausse du puits : pour l’Europe en particulier, les conditions de gestion forestière et le choix des essences ont un impact important sur le bilan carbone forestier. En étudiant l’historique des forêts européennes, on remarque que la hausse de la surface forestière depuis le 19e siècle s’est accompagné d’un changement de composition, avec une part plus importante de conifères (pour faciliter la production de bois), et cela entrainerait un stock de carbone sous forêt moins élevé (de 3,1 MdtC) qu’en 1750 (Naudts et al, 2016).
La déforestation et le défrichement
Les valeurs de stock de carbone à l’hectare de la biomasse vivante forestière utilisées pour les défrichements sont estimées à partir de données IFN1, elles ne correspondent pas aux stocks moyens en forêt mais aux stocks moyens dans les surfaces forestières qui ont été défrichées. Lors d'un défrichement une grande partie ou la totalité de cette biomasse est perdue2.
L’artificialisation
La perte de carbone engendrée par l’artificialisation des sols (imperméabilisation, compaction, etc.) est encore mal quantifiée car elle recouvre des situations très différentes, comme le montrent les estimations disponibles dans la littérature concernant les stocks des sols urbains (voir plus haut.) Wei et al. (2014) ont mesuré une diminution de la densité de carbone organique, dans l’horizon 0-20 cm, dans les sols une fois imperméabilisés. Une fois recouvert, le carbone organique du sol a une tendance à la décomposition et un temps de résidence plus faibles qu’en situation libre (non-recouvert), mais les mécanismes précis expliquant cette perte de carbone restent incertains.
Les flux liés aux échanges entre prairie et culture
Cette dynamique constitue un des flux majeurs dans l’inventaire. Or elle correspond en partie à des faux positifs (liés à TerUti) : il ne s’agit pas en réalité de retournements de prairies permanentes ni même d’abandons de terres cultivées mais il s’agit en partie de changement de statut (réel ou par interprétation lors de la création de la donnée) d’un sol qui en réalité a un usage constant.
Le déstockage de carbone lié au retournement d’une prairie permanente dépend du stock accumulé précédemment par cette prairie. Il a été estimé entre 0 à 3,4 tC/ha/an (Loiseau et al. 1996) ; ou Ainsi, entre 6,2 et 11 tCO2e/ha/an pendant les deux ou trois premières années suivant le
retournement (Acharya et al, 2012); les valeurs étant moindres si la prairie était temporaire.
Les principaux flux estimés concernent des conversions entre les catégories cultures et prairies. Trois raisons principales expliquent l'importance de ces flux, comme nous le verrons plus loin : l'ensemble des terres agricoles (Cultures, Prairies, infrastructures associées) couvrent la majorité du territoire (environ les 2/3) ; pour des raisons économiques notamment, on observe une importante variabilité des successions culturales et des pratiques agricoles ; des confusions sont possibles dans la détection entre prairie temporaire (utilisation « Cultures ») et véritable prairie permanente (utilisation « Prairie »). Cette prédominance des flux prairie-culture a amené à des réflexions stratégiques sur la mobilisation possible des terres cultivées et en prairie pour réduire les émissions de GES et séquestrer davantage de CO2 dans ces terres (Arrouays et al, 2002 ; Pellerin et al, 2013 ; CGAAER, 2015).
Sur une période de 20 ans, l’émission de carbone associée à une conversion de prairie en culture est de 1tC/ha/an, soit deux fois plus rapide que le stockage induit par une séquence culture- prairie (0,5 tC/ha/an) (Antoni et Arrouays, 2007). Van Wesemael et al. (2010) ont aussi démontré l’importance du temps long dans ces processus : l’effet de stockage après conversion d’une culture et prairie dure est mesuré pendant plus de 50 ans.
1
données transmises au CITEPA
2