1/10/13 - Séminaire Carpagg, Cirad, Guyane

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. 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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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 ?
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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‰
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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.
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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 ?
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15. Mécanisme de stockage de C
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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
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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
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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
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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
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