Le réchauffement de sols boréaux

Le réchauffement de sols boréaux génère des GES: les impacts?

Sylvie Tremblay, DRF

Loïc d’Orangeville, Université d’Indiana Marie-Claude Lambert, DRF

Daniel Houle, DRF, Ouranos

Respiration des sols boréaux

CO₂

R autotrophe

CO₂

R hétérotrophe

Podzols Drainage 3

Racines Microorganismes

gallon à mesurer

1. La forêt boréale et son sol jouent un rôle crucial

dans le cycle du C

années

2. Rh ≈ 10 x combustibles fossiles

Photosynthèse Respiration autotrophe (Ra)

Respiration hétérotrophe (Rh)

Combustibles fossiles 120

60 GT C an^-1

60

6

3. Pessière à mousse menacée par +4

C d’ici 2100

50^ième Pessière à mousse

Risque d’être source nette CO₂

↑4-5^oC d’ici 2100

CO

émis > CO

capté

Productivité primaire nette

Feu TBE

Décomposition

4. Les sols boréaux sont un important réservoir de C

Boréale Tropicale

Tempérée

Sol minéral (1m) Couverture morte Biomasse

2/3 C forêt boréale

= sol Forêt boréale =

60 % du C forestier mondial

Effets ↑2-3

C de sols boréaux sur la décomposition de la m.o.

pendant 3 ans

H1. Respiration hétérotrophe: Rh↑

H2. Sensibilité de Rh à la T: Q₁₀ = ↓ ↑

H3. Disponibilité de N du sol: = ↑

Sensibilité de Rh à la température

T Rh

0 10

Q

Q

Q

Rh et réchauffement peu étudiés au champ

Dispendieux Fastidieux

Ra Rh

Fils chauffants Séparer Ra et Rh

Transplantation de carottes de sol du nord vers le sud

EPN, 1^oC

SAB, 0^oC PRU, 5^oC

Avantages des carottes de sol

Moins dispendieux:

+ répétitions

(3 SAB et 3 EPN)

Plus naturel:

Réchauffe sol + air

apport de C dans le tube dû aux racines

sectionnées

pas d’apport annuel de C dû à la mortalité

des racines fines

Désavantages des carottes de sol

Surestimation de Rh

Sous-estimation de Rh

Simon Marcouiller et Jean-Philippe Mottard

Enterré 200 carottes de sol (30 cm)

Nord : Rh Sud: Rh ↑ 4-5^oC air

Pas d’apport de C par la litière

Pour diminuer la variabilité de Rh

Flux CO₂ (Rh) (aux 2 semaines)

Température Humidité

C labile

C microbien Nminéral Racines

Mesures sur 3 ans

Tubes de résines (annuel)

Sacs enfouis (annuel)

N disponible du sol

Pas d’effet de réchauffement

sur C labile, C microbien, Nmin, racines

Dans les carottes de sol, tubes de résines et sacs enfouis

Rh des sols de SAB

0 5 10 15 20 25

Température du sol (o C) *** ** *** ****** ***

*** ***

****** ***

****** ***

***

***

*** ***

0 1 2 3 4 5 6

Rh (μmole CO2m-2s-1) *** *** *

****** *** *** *** *** **

*

Saisons sans neige

1 2 3

déplacé In situ +4.2

+107 %

+3.5

+44 % +1.0

+0 %

+3.2^oC

+60 %

C microbien ↓ 50-73 %

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

0 1 2 3

Cmic(mg kg-1 )

Saisons sans neige

SAB_d EPN EPN_d SAB

Sous-estimation de Rh?

Rh des sols d’EPN

0 5 10 15 20 25

Températuredu sol (o C) ***

*** ***

******

*** *** ***

*** *** ******

***

*** ***

***

**

*** ** ***

+2.7 +2.0 +2.2

0 1 2 3 4 5 6

Rh (μmole CO2m-2s-1)

* _***

** *** ****

**

** **

+0 % +39 % +19 %

déplacé In situ

Saisons sans neige

1 2 3

+2.3^oC

+27 %

Rh des sols de SAB ≠ d’EPN

• Réchauffement (+3

C et +2

C)

• C labile de la couverture morte (30 % et 20 %)

• Adaptation des microorganismes

(composition, efficacité de la respiration)

EPN 20 % 30 %

SAB

C labile couverture morte

↑ Rh à l’échelle des domaines

154 MT CO₂ saison^-1

=

ou

Émissions anthropiques 2014

+2-3^oC

Sensibilité de Rh de sols de SAB Q

: 2.2 < 2.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 5 10 15 20 25

Rh (µmole CO 2m-2 s-1 )

Température du sol (^oC)

In situ déplacé

X 2.8

+10^oC

X 2.2

Sensibilité de Rh des sols d’EPN Q

: 2.0 = 2.2

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 5 10 15 20 25

Rh (µmole CO 2m-2 s-1 )

Temperature du sol (^oC)

In situ déplacé

+10^oC

X 2.0 X 2.2

Tenir compte de ↑ sensibilité de Rh pour prédire CO ₂ émis

prédiction à +10

C

réchauffé témoin

X 2.2 X 2.8 Rh

Rh

Sols de SAB

Tenir compte de ↑ sensibilité de Rh pour prédire CO ₂ émis

prédiction à +5

C

réchauffé témoin

+56 % +83 % Rh

Rh

Sols de SAB

↑2-3 ^o C du sol pendant 3 ans

• ↑Rh (30-60 %)

• ↑Sensibilité de Rh (SAB)

• N disponible =

• Besoin de résultats à long terme CO

Danger de sous-estimer futur Rh

dans un contexte de réchauffement

Pour les curieux

Transplanting boreal soils to a warmer region increases soil heterotrophic respiration as well as its temperature sensitivity.

Soil Biology and Biochemistry 116 (2018) 203-212.