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Session 1.

Discours d’ouverture
Présentations introductives
Contexte du développement de l’agricu...
Session 3: Les stock de C

STOCK
Séminaire de restitution de projet
CARbone des Pâturages de Guyane et Gaz à effet de serre

C
A
R
P
A
G
G

Le carbone en f...
Cycles C N dans les écosystèmes terrestres
CO2

Atmosphère

CO2

Photosynthèse

rayons lumineux

Plante
Sol
absorption

N ...
La science du sol: une science jeune
développée par des agronomes

Essai des 42 parcelles de Versailles (1929)

Essai de R...
Un savoir principalement issu d’un milieu
particulier: les sols cultivés
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Horizon de surface
Milieu appauvri en MO...
Des modèles de flux C-N où les
microorganismes des sols sont absents
Modélisation de la décomposition (processus continu):...
La dynamique à long terme du C dans les
écosystèmes: autre enjeu, nouveau monde.
• La plupart du stock de C des sols se tr...
• La conservation du C dans le sol dépend des
microorganismes et de leur environnement:
Substrat énergétique
(Litière de p...
Nouveau monde, nouvelle théorie.
• Grâce aux progrès techniques, la co-limitation de la
décomposition de Cs a pu être décr...
• Analyse mathématique de Cs:

 Le modèle prévoit deux cas de figures:
1. La possibilité d’un équilibre de Cs si A>s
2. P...
• Le modèle permet de réconcilier les observations
contradictoires entre sols cultivés et sols non
perturbés (forêt, prair...
Symphony: un modèle intégrant le couplage
CN et la diversité microbienne.

Perveen et al (2013)
Le carbone en forêt et en ...
Symphony explique la synchronisation de
l’offre du sol à la demande de la plante

Perveen et al. (2013)
Le carbone en forê...
Sols: banque de nutriments pour les écosystèmes.
CO2

Entrée d’azote

Microbes stockeurs,
limités par N

Litières

N minér...
Quelles conséquences pour le stockage
de C en prairie et forêt tropicale?
• La forêt tropicale fixe 2,8 TC ha-1 yr-1 dans ...
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1/10/13 - Séminaire Carpagg, Cirad, Guyane

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Quelques éléments théoriques sur le stockage du carbone

  1. 1. Programme de la journée Session 1. Discours d’ouverture Présentations introductives Contexte du développement de l’agriculture et de l’élevage Session 2 Les flux de carbone : Comment se réalise le stockage de C dans les écosystèmes forestiers et agricoles ? Session 3 Les stocks de carbone et leurs dynamiques dans les différents compartiments des écosystèmes forestiers et prairiaux Session 4 Vers la réalisation de bilans Carbone et GES Débat final : Enjeux et perspectives Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 1
  2. 2. Session 3: Les stock de C STOCK
  3. 3. Séminaire de restitution de projet CARbone des Pâturages de Guyane et Gaz à effet de serre C A R P A G G Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, processus, bilans et perspectives, 1° octobre 2013 Quelques éléments de théorie sur le stockage de C dans les écosystèmes forestiers et agricoles FONTAINE Sébastien INRA 3
  4. 4. Cycles C N dans les écosystèmes terrestres CO2 Atmosphère CO2 Photosynthèse rayons lumineux Plante Sol absorption N minéral Litières, exsudats (C énergie) décomposition minéralisation N Microorganisms humification respiration priming effect HUMUS (stocks C N du sol) Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 4
  5. 5. La science du sol: une science jeune développée par des agronomes Essai des 42 parcelles de Versailles (1929) Essai de Rothamsted, centaines de parcelles (1840)  Quantification des effets de pratiques agricoles (NPK, travail du sol…) sur la production végétale et les matières organiques du sol. Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 5
  6. 6. Un savoir principalement issu d’un milieu particulier: les sols cultivés • • • • Horizon de surface Milieu appauvri en MO Activités biologiques très réduites Cycles CN dominés par les entrées/sorties Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 6
  7. 7. Des modèles de flux C-N où les microorganismes des sols sont absents Modélisation de la décomposition (processus continu): Caricature des modèles actuels de dynamique du C du sol: Analyse mathématique (à l’équilibre): Tous les modèles actuels prévoient une capacité de stockage de C limitée dépendant de l’entrée de C et de sa vitesse de décomposition. Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 7
  8. 8. La dynamique à long terme du C dans les écosystèmes: autre enjeu, nouveau monde. • La plupart du stock de C des sols se trouvent dans les horizons profonds (>20 cm) Jobbagy & Jackson (2000) • Le C du sol ne se dégrade pas systématiquement. Martel & Paul (1974) Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 8
  9. 9. • La conservation du C dans le sol dépend des microorganismes et de leur environnement: Substrat énergétique (Litière de plante) CO2 Sol de surface + -70 cm Microorganismes C organique du sol (1000-10000 ans) Fontaine et al (2007) • L’humus des sols résultent de l’accumulation de composés organiques pauvres en énergie (mais riches en NPK). Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 9
  10. 10. Nouveau monde, nouvelle théorie. • Grâce aux progrès techniques, la co-limitation de la décomposition de Cs a pu être décrite: BM Cs • Quel prévision pour le stockage à LT du C? Cs BM Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 CO2 10
  11. 11. • Analyse mathématique de Cs:  Le modèle prévoit deux cas de figures: 1. La possibilité d’un équilibre de Cs si A>s 2. Pas d’équilibre défini de Cs si s>A, signifiant que le C peut s’accumuler sans limite. Perveen & Fontaine (2013) Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 11
  12. 12. • Le modèle permet de réconcilier les observations contradictoires entre sols cultivés et sols non perturbés (forêt, prairie): Equilibre de Cs Sols cultivés Rothamsted Pas d’équilibre de Cs Accumulation de C dans les dunes de la Nouvelle Zélande 12 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
  13. 13. Symphony: un modèle intégrant le couplage CN et la diversité microbienne. Perveen et al (2013) Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 13
  14. 14. Symphony explique la synchronisation de l’offre du sol à la demande de la plante Perveen et al. (2013) Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 14
  15. 15. Sols: banque de nutriments pour les écosystèmes. CO2 Entrée d’azote Microbes stockeurs, limités par N Litières N minéral HUMUS (Stocks C N) Plantes CO2 Microbes déstockeurs, limités par l’énergie sorties Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 15
  16. 16. Quelles conséquences pour le stockage de C en prairie et forêt tropicale? • La forêt tropicale fixe 2,8 TC ha-1 yr-1 dans la biomasse végétale et le sol (Malhi et al. 2009). • Par analogie au milieu tempéré (Klump, 2013), notre hypothèse est que les prairies permanentes tropicales peuvent rétablir un stockage récurrent de C (s>A dans le modèle). Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 16
  17. 17. Forêt, prairie: selon Symphony la localisation du stockage de C,N diffère Biomasse végétale Flux de stockage C and N disponibles MOS Biomasse végétale Biomasse végétale Flux de stockage C and N disponibles MOS Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 17
  18. 18. Selon Symphony l’intensité de stockage du C dépend du bilan des nutriments Stockage C = N retenu dans l’écosystème x C/N compartiments stockage N retenu dans l’écosystème = entrées - sorties Dénitrification Déposition d’N Fixation symbiotique d’N Biomasse végétale Exportation N,P par les animaux Dissolution P roches Lessivage N, P Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 18

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