Carbone organique et carbone pyrogénique dans les sols de la forêt de Fontainebleau

Résumé :

Le carbone pyrogénique (CPy) est une forme de carbone organique du sol (COS) produit lors des feux lorsque l’oxygène devient limitant. Son temps de résidence dans le sol varie de 50 à plus de 1000 ans ce qui en fait la forme de COS la plus persistante. Le CPy représente en moyenne 15 % du carbone organique des sols mais cette moyenne cache une hétérogénéité, de l’échelle métrique à celle du globe, dont les facteurs sont encore mal connus. En particulier, les études sur les liens entre caractéristiques du sol (texture, pH, composition minéralogique …) et concentrations et stocks de CPy ont donné lieu à des résultats contradictoires. De même, l’influence des variables de feu (temps depuis le dernier incendie, intensité et durée, fréquence des incendies …) sur la quantité et la qualité du CPy produit est peu claire.

Nous avons étudié la distribution du CPy et du COS dans les sols de la forêt de Fontainebleau à deux échelles. Ces sols sableux à sablo-limoneux varient de par leur pH et leur drainage en fonction du substrat sous-jacent. À l’échelle de l’écosystème, nous avons sélectionné trois zones brûlées d’âges différents (4, 120 et 308 ans) identifiées à partir d’archives écrites et visuelles, qui recoupent des sols aux caractéristiques variées. Nous avons fait l’hypothèse que les concentrations et stocks de CPy diminueraient avec le temps écoulé depuis l’incendie et seraient corrélés aux facteurs favorisants l’export de CPy par fragmentation et lixiviation (acidité, bon drainage). Pour chaque feu et type de sol, nous avons échantillonné trois points distants de 10 à 50 m afin de caractériser l’hétérogénéité locale. À l’échelle décamétrique, nous avons échantillonné tous les 6 m selon une grille 3×5 sur le site du CEREEP-Ecotron Île-de-France. En raison d’apports ponctuels spatialement et temporellement, nous nous attendons à une plus forte variabilité du CPy par rapport au COS à toutes les échelles.

Nous avons trouvé des stocks de CPy plus faibles à l’endroit de l’incendie le plus récent (0,9 ± 0,47, 1,6 ± 0,66 et 1,8 ± 0,68 t.ha-1 à F4, F120 et F308 respectivement) et une teneur en CPy plus élevée dans la couche arable à l’endroit de l’incendie le plus ancien (0,5 ± 0,36, 0,5 ± 0,24 et 1,1 ± 0,45 gC.kg-1 sol à F4, F120 et F308 respectivement). La décomposition du CPy sur une échelle de temps de plusieurs siècles n’est pas le principal déterminant des stocks de CPy dans cette forêt. Les différences observées en fonction du lieu de l’incendie pourraient être dues aux dynamiques de transport du CPy, aux stocks de CPy pré-existants en lien avec l’historique des feux, ou aux niveaux d’apports de CPy en lien avec les caractéristiques d’incendie. Nous n’avons pas trouvé d’effet significatif des caractéristiques du sol sur les teneurs en CPy, contrairement au COS. La variabilité du COS était plus forte que celle du CPy à l’échelle de l’écosystème. Les résultats sont en cours d’obtention pour l’échelle décamétrique.