Les stocks de carbone

Trois méthodes d’estimation des masses volumiques ont été comparées pour le calcul des stocks. Les erreurs d’estimation pour chacune d’entre elles sont regroupées dans le tableau 4, où elles sont catégorisées par classes de profondeur. Ces erreurs ont été calculées sur un jeu de données indépendant pour lesquels nous disposions conjointement des teneurs de carbone et des masses volumiques mesurées. Pour l’ensemble des modèles, les erreurs moyennes et quadratiques sont faibles et comparables dans les horizons supérieurs de sol (< 30 cm). Le modèle adapté de Belkacem et al. (1998) induit des erreurs minimales pour les niveaux 30-50 et 50-80 cm, là où les masses volumiques sont les plus élevées.

Les stocks de carbone (SC) calculés pour chaque sondage dans la limite des horizons organo-minéraux, à partir des trois méthodes sont reportés dans le tableau 5. Les stocks moyens varient de 15,5 à 15,9 kgC.m-2 et ne sont pas significativement différents (test de Kruskal-Wallis à p > 0,5). Aucune différence n’est observée sur les coefficients de corrélation entre méthodes d’estimation qui sont tous supérieurs à 0,99. Le modèle Belkacem a été retenu dans la suite de cette étude. Bien que les stocks calculés ne soient pas significativement différents des autres, cette méthode présente les erreurs aux estimations les plus faibles. Par ailleurs, il a déjà été validé dans d’autres contextes (Belkacem et al., 1998) et son utilisation apparaît conceptuellement plus satisfaisante que l’application de vecteurs « masses volumiques » identiques pour l’ensemble des sondages.

Les stocks de carbone varient de 3,9 à 71,3 kgC.m-2 pour un stock moyen de 15,5 kgC.m-2. Ces stocks sont très variables avec une valeur médiane de 13,3 kgC.m-2 et un inter-quartile de 8,0 kgC.m-2. Comme pour les teneurs en carbone, la distribution des stocks (figure 9) apparaît nettement dissymétrique avec des valeurs supérieures au dernier quartile éparses et très étalées.

Tableau 6. Répartition des stocks de carbone (SC) par sondage (méthode Belkacem) à différentes profondeurs. Les stocks sont calculés dans la limite des horizons A, les valeurs nulles sont attribuées aux horizons B.

Figure 10. Corrélations entre les stocks en carbone (SC), l’épaisseur des horizons A et les teneurs de carbone en surface (n = 348).

Figure 11. Corrélations entre les stocks en carbone par sondage et leurs distances géographiques aux talus actuels (2004) ou anciens (1833). Coefficients de corrélation : -0,10 pour la distance géographique aux talus de 2004, -0,27 pour la distance géographique aux talus de 1833. Les courbes sont des ajustements locaux calculés à chaque pas sur une fenêtre glissante de 30 valeurs.

III.4.1. Répartition des stocks avec la profondeur

Les stocks de carbone pour différents volumes de sol peuvent être très variables (tableau 6). Le stock le plus important, en moyenne de 5,7 kgC.m-2, est observé pour la tranche 10-30 cm. Cette tranche de sol possède aussi la plus forte médiane à 5,2 kgC.m-2. À partir de 30 cm, la tendance est à une diminution des stocks. Cette évolution avec la profondeur est associée à une augmentation de la dispersion des valeurs caractérisée par les écart-types qui augmentent de 1,8 kgC.m-2 pour la tranche 10-30 cm à 2,3 kgC.m-2 pour la tranche 80-150 cm. Cette augmentation de la variabilité des stocks avec la profondeur n’est pas aussi nette sur les inter-quartiles qui diminuent de 1,9 (10-30 cm) à 2,2 kgC.m-2 (30-50 cm). Les stocks sont très faibles à partir de 50-80 cm avec des stocks médians nuls, et insignifiants pour la tranche la plus profonde (150-200 cm) avec un stock maximal observé de 1,5 kg.m-2. Ces observations sont toujours vraies si l’on compare les stocks à volume de sol égal : le stock moyen en surface est de 41,2 kgC.m-3, maximal à 10-30 cm (96,7 kgC.m-3) puis il décroît lentement à 77,0 kgC.m-3 pour la tranche 30-50 cm avant de chuter au-delà de 50 cm.

III.4.2. Corrélations entre les stocks totaux ponctuels et les paramètres pédologiques, topographiques et paysagers

Comme pour les teneurs en carbone, nous avons cherché à établir les corrélations entre les stocks de carbone et différents paramètres.

Les stocks de carbone (SC) sont corrélés positivement à l’épaisseur des horizons A et aux teneurs de surface (figure 10) avec néanmoins une forte dispersion des valeurs. Les stocks apparaissent mieux corrélés à l’épaisseur des horizons A, avec un coefficient de corrélation de 0,68, qu’avec les teneurs de surface.

La figure 11 présente les relations entre les stocks (SC) et les paramètres de distance géographique aux talus actuels ou passés. Les distances plus faibles, dans le cas du relevé parcellaire de 1833, s’expliquent par la plus grande densité de structures bocagères à l’époque. À l’approche des talus, la variabilité des stocks augmente. Mais malgré cette dispersion, dans les deux cas, les stocks moyens paraissent plus importants à proximité des structures.

Figure 12. Corrélations entre les stocks totaux ponctuels, les distances de plus grande pente (PGP) aux talus actuels et la convexité verticale. Coefficients de corrélation : -0,35 pour la distance PGP aval, non significatifs pour la distance PGP amont et la convexité verticale. Les courbes sont des ajustements locaux calculés à chaque pas sur une fenêtre glissante de 30 valeurs.

Figure 13. Représentation conjointe des stocks totaux en carbone par sondage, de l’épaisseur des horizons A et de la position des haies. Les bornes des classes de stock sont calées sur les paramètres de distribution du tableau 5.

Les stocks totaux ponctuels ne sont pas corrélés au paramètre topographique de convexité verticale (figure 12). Il n’est pas possible de discriminer des stocks plus ou moins importants pour des convexités verticales négatives (relief concave) ou positives (relief convexe). La relation aux paramètres de distance de plus grande pente ressemble beaucoup à celles observées avec les distances géographiques. Mais ici, la dispersion des stocks est moins importante avec la distance de plus grande pente aval. C’est à dire la distance de drainage entre les sondages et les talus situés en aval. Les courbes sur les graphiques sont des courbes de tendance des moyennes locales calculées sur une fenêtre de 30 valeurs. Elles croissent lentement à l’approche des structures, puis subit deux augmentations brutales : l’une à une dizaine de mètres et l’autre plus importante à 5 m des talus.

III.5. Spatialisation des stocks