Séminaire de restitution de projet
CARbone des Pâturages de Guyane et Gaz à effet de serre
Le carbone en forêt et en prair...
Organisation du projet Carpagg
ACTION 1: Mesures des flux de CO2 échangés entre l'écosystème
prairial et l'atmosphère
- La...
2. Mesures des changements de stock de C organique dans le sol
- Comment est stocké le C ?
- où et pour combien de temps ?...
Evaluer les stock
de C
Des dispositifs
de référence locaux (3)…

Flux CO2
Stock initiaux C sol
Entrée C (végétation,
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Objectif de la chronoséquence:
Déterminer la dynamique à long terme du stock de C dans le sol

Comparer à un même
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La méthode de prélèvement
• 2 transects parallèles de 30 m de long
• 8 prélèvements par site (végétation racines / sol)

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Analyse des échantillon de sol

• Analyse structure et texture du sol
• Entrées de C : caractérisation végétation et
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Etudes de chronoséquences en Amazonie
brésilienne
Les limites des études précédentes :
- Etude concernant les 10 premières...
Evolution des stocks en C sous prairies,
stocks (bruts) cumulés pour les 3 horizons
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Stock de C du sol (tC ha-1)

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Evolution des stocks en C des sols des prairies
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Forêts
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Différence de stocks en C des sols des forêts et
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Détermination de l’origine du carbone :
La discrimination isotopique
CO2 atmosphérique est constitué de carbone sous 2 for...
Origine du C stocké

 Le C issu des plantes en C3 (arbres forêt, légumineuses et adventices) représente en
moyenne 72.5 %...
Origine du C stocké

1. Prairie fertile peu dégradée
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2. Prairie dégradée
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Mécanisme de stockage de C
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Le processus de transformation des forêts en prairie implique:
 Faible variation de ...
NEE 2011-2012
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climat

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Remerciements
Les éleveurs :
Crisan Araujo, M et Mme Bergère, M. et Mme Burban, Melchiade Dolor, M Giraud-Audine, M
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Dynamique du carbone dans le sol des prairies

  1. 1. Séminaire de restitution de projet CARbone des Pâturages de Guyane et Gaz à effet de serre Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, processus, bilans et perspectives, 1° octobre 2013 C A R P A G G Dynamique du carbone dans les sols de prairie C Stahl1, S Fontaine2, C Dezécache1, V Freycon3, C Picon-Cochard2, K Klumpp2, and V Blanfort1 1Cirad UMR Ecofog & Selmet, 2INRA Urep, 3Cirad, UR Bsef 1
  2. 2. Organisation du projet Carpagg ACTION 1: Mesures des flux de CO2 échangés entre l'écosystème prairial et l'atmosphère - La prairie puits ou source de C ? - Comparaison avec la forêt d’origine CO2 échangé ACTION 2 : Mesures des changements de stock de C organique dans le sol - Comment est stocké le C ? - où et pour combien de temps ? ACTION 3: Mesures des autres GES (méthane CH4, oxyde nitreux N2O) - bilan GES dans les systèmes herbagers : Quelles réductions par le stockage de C dans le sol ? Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 2
  3. 3. 2. Mesures des changements de stock de C organique dans le sol - Comment est stocké le C ? - où et pour combien de temps ? Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 3
  4. 4. Evaluer les stock de C Des dispositifs de référence locaux (3)… Flux CO2 Stock initiaux C sol Entrée C (végétation, racines) des systèmes prairiaux pâturés et ceux de leur forêts d’origine …à une chronoséquence sur le territoire stocks de C du sol de 25 prairies (déforestées de 1970 à 2010) Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 4
  5. 5. Objectif de la chronoséquence: Déterminer la dynamique à long terme du stock de C dans le sol Comparer à un même moment des systèmes de même nature mais d’âge différent  25 sites de prairies : Âges depuis déforestation : de 6 mois (2010) à 41 ans (1970)  4 sites de forêts témoins proches des prairies Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 5
  6. 6. La méthode de prélèvement • 2 transects parallèles de 30 m de long • 8 prélèvements par site (végétation racines / sol) 720 Prélèvements de sols, 475 Analyses de sols Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
  7. 7. Analyse des échantillon de sol • Analyse structure et texture du sol • Entrées de C : caractérisation végétation et stock racines • Analyse chimique du sol : nutriment • Origine (C ancien…nouveau ; delta 13C) • Pratiques d’exploitation Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 7
  8. 8. Etudes de chronoséquences en Amazonie brésilienne Les limites des études précédentes : - Etude concernant les 10 premières années post-déforestation (Desjardins et al. 2004) - Résolution temporelle assez faible - Mesure du C à faible profondeur (10 cm) (Da Silva et al. 2009) - Ces études reposent sur des prélèvements à l’échelle de l’exploitation agricole mais ne proposent pas d’évaluer la dynamique du C du sol à l’échelle d’un territoire. Stock C temps Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 8
  9. 9. Evolution des stocks en C sous prairies, stocks (bruts) cumulés pour les 3 horizons 220 200 Stock de C du sol (tC ha-1) 180 160 0-100 cm 140 120 Moyenne des 4 sites de forêts 100 80 20-100 cm 60 40 20 50-100 cm 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Prairies (nb d’années après mise en place) - Globalement, les prairies en Guyane fonctionnent comme des écosystèmes stockeurs de carbone. - Le stock des sols des prairies de plus de 30 ans atteint ou dépasse celui des sols forestiers d’origine. Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 9
  10. 10. Evolution des stocks en C des sols des prairies sur 1 m de profondeur Forêts Prairies Stock C sol = 0.11 age² - 2.89 age + 96.36 R²=0.44 Stock de carbone standardisé par la densité du sol et la teneur en argile Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 10
  11. 11. Différence de stocks en C des sols des forêts et des prairies forêts Age (ans) prairies 0-9 10-20 21-30 31-36 4 7 6 5 6 Stock C (tC ha-1) 99.6±7.4b 91.8±8.6b 78.3±6.2b 96.8±10.9b 135.1±11.3a Différence forêt/prairie (%) - -19.5±9.7b -10.6±6.1b -15.4±14.7b + 40.8±13.4a N Stocks de C sous prairies âgées > prairies jeunes et forêts témoins D’où vient ce carbone ? Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 11
  12. 12. Détermination de l’origine du carbone : La discrimination isotopique CO2 atmosphérique est constitué de carbone sous 2 formes, 2 isotopes: 12C isotope « léger » et le 13C isotope « lourd », plus rare (~1.1 %) Au cour de la photosynthèse le CO2 atmosphérique est utilisé pour fabriquer les tissue des végétaux.  Les arbres et arbustes (plantes en C3) montrent un double discrimination pour le 13C lors de la photosynthèse  Les graminées (plantes en C4) montrent une simple discrimination pour le 13C lors de la photosynthèse δ13C air = -8‰ δ13C plante C3 = -27‰ δ13C plante C4 = -11‰ Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 12
  13. 13. Origine du C stocké  Le C issu des plantes en C3 (arbres forêt, légumineuses et adventices) représente en moyenne 72.5 % du C pour les prairies de moins de 20 ans. De 20 à 36 ans, il est de 55.1 %.  Le C issu des plantes en C4 (graminées) augmente de façon régulière, pour atteindre environ la moitié du stock des anciennes prairies. Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 13
  14. 14. Origine du C stocké 1. Prairie fertile peu dégradée Signal C4 fort 2. Prairie dégradée Signal C3 fort Quelles caractéristiques du sol sont liées au stockage de C ? Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 14
  15. 15. Mécanisme de stockage de C 12 Stock N (tN ha-1) 10 8 6 Forêts Prairies 4 2 0 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Age des prairies (ans) Le stock d’azote du sol suit la même tendance que celui de C, par rapport au forêt :  diminution  augmentation Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 15
  16. 16. Force de stockage de C des prairies Le processus de transformation des forêts en prairie implique:  Faible variation de C sol avant 20 ans  Forte augmentation de C sol à partir de 30 ans Fort stock de C sol des anciennes prairies: La part des plantes C3 et le taux d’azote du sol dans les anciennes prairies semblent participer au fort stock de carbone du sol Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 16
  17. 17. NEE 2011-2012 2.9 tC/ha/an F L U X climat NEE 2011-2012 2.75 tC/ha/an Production animale En cours tC/ha S T O C K 1.8 Végétation disponible 3.9 2.4 Racines 2.6 91.5 Sol 154.8 5 ans 2.8 tC/ha/an * 30 ans = 84 tC/ha 91.5 + 84 = 175.5 tC/ha 35 ans Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 17
  18. 18. Remerciements Les éleveurs : Crisan Araujo, M et Mme Bergère, M. et Mme Burban, Melchiade Dolor, M Giraud-Audine, M Lychao, M et Mme Mornand et associés, Camille Chaix/ Elsa Wetta, M Yahu, M Yamo, Maurice Porrineau, Alex Rimbaud. Les stagiaires : Lise Ponchant, Camille Dezécache. Les collaborateurs Cirad Kourou : Guy François, Stéphane Molinier, Fritz Kwasie, Onoefe Ngwete, Martinus Koese Merci de votre attention Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 18
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