Impact de l’urbanisation sur la qualité de la matière organique des sols en région Parisienne

Résumé :

Bien qu’ils occupent une superficie relativement réduite par rapport aux sols forestiers ou agricoles, les sols urbains ne doivent pas être négliger lorsque l’on parle de stockage de carbone d’origine anthropique. Selon les estimations, ils renfermeraient 3 à 5 fois plus de carbone organique par hectare que les sols naturels (Vasenev & Kuzyakov, 2018). À ce jour, encore peu d’études se sont intéressées à la qualité et à la stabilité de la matière organique des sols (MOS) urbains. Ces données sont pourtant essentielles pour connaître le temps de résidence du carbone dans les sols urbains. Dans cette étude, nous avons évalué la capacité de prédiction de la thermogravimétrie pour prédire les paramètres cinétiques de la minéralisation des MOS à l’échelle régionale. Pour ce faire, 180 échantillons de sols ont été prélevés dans des pelouses et des bois le long d’un gradient d’urbanisation (zones rurales, suburbaines et urbaines) dans la région parisienne (France). Nous avons ensuite déterminé 1) les paramètres cinétiques de la minéralisation des MOS en mesurant les émissions de CO2 lors d’incubations en condition contrôlées et 2) la stabilité thermique de la MOS par thermogravimétrie et calorimétrie différentielle couplées à l’analyse du CO2 (TG-DSC-EGA). La qualité de la MOS a également été caractérisée par spectrométrie dans le moyen infrarouge (MIRS). Globalement, la stabilité thermique de la MOS augmente du milieu rural vers le milieu urbain, quel que soit le type d’usage du sol. Les sols forestiers urbains montrent une stabilité thermique des MOS plus élevée que dans les pelouses urbaines, probablement en raison de l’âge beaucoup plus avancé des forêts par rapport aux pelouses et de l’héritage des pratiques de gestion des sols dans la région parisienne. Des corrélations ont été trouvées entre les indices d’analyse thermique de la MOS (CO2-T50 et densité énergétique) et les paramètres cinétiques de la minéralisation (C minéralisable et taux de renouvellement) mesurés en laboratoire. Les analyses MIRS ont également révélé des compositions chimiques distinctes selon l’usage du sol (indices d’aromaticité et de condensation plus élevés dans les pelouses) et le gradient urbain (contenu plus faible en polysaccharides et indice d’aromaticité dans les zones urbaines). Cette étude à l’échelle régionale suggère que 1) l’analyse thermique des MOS, associée à la MIRS et aux mesures physico-chimiques du sol, peut être utilisée pour prédire le potentiel de minéralisation du carbone dans les sols, et 2) la stabilité thermique des MOS et sa résistance à la minéralisation microbienne sont plus élevées dans les sols urbains, en particulier dans les forêts.

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