Sol et changement climatique

Le changement climatique est souvent perçu comme un phénomène qui se produit dans l'atmosphère. Et de fait, lors de la photosynthèse, les végétaux puisent du carbone dans l'atmosphère. Mais le carbone atmosphérique a également une incidence sur le sol puisque le carbone non utilisé pour la croissance de la partie aérienne des végétaux est réparti, par le système radiculaire, dans le sol. S'il n'est pas perturbé, ce carbone peut devenir stable et rester confiné pendant des milliers d'années. Des sols sains peuvent donc atténuer le changement climatique.

Tous les sols ne sont pas égaux face au stockage de carbone. Les sols les plus riches en carbone sont les tourbières, que l'on trouve généralement dans le nord de l'Europe, au Royaume-Uni et en Irlande. Les terres de pâturage stockent également beaucoup de carbone par hectare. Par opposition, le sol dans les zones chaudes et sèches du sud de l'Europe contient moins de carbone.

Le changement climatique met le sol sous pression

Dans certaines parties d'Europe, des températures plus élevées pourraient conduire à une prolifération de la végétation et à une augmentation du volume du carbone stocké dans le sol. Des températures plus élevées risquent toutefois aussi d'accroître la décomposition et la minéralisation de la matière organique dans le sol, réduisant ainsi la teneur en carbone organique.

Dans d'autres régions, les faibles niveaux d'oxygène dans l'eau empêchent la décomposition de la matière organique carbonifère des tourbières stables. Si ces zones s'assèchent, la matière organique risque rapidement de se décomposer, libérant ainsi du dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère.

Certains signes indiquent déjà que la teneur en humidité du sol est affectée par la hausse des températures et les changements dans les régimes de précipitations. Selon les projections, cette tendance risque de se poursuivre et de donner lieu à un changement général de l'humidité du sol en été dans la majeure partie de l'Europe au cours de la période de 2021 à 2050, avec d'importantes baisses dans la région méditerranéenne et certaines augmentations dans la partie nord-est de l'Europe.

La concentration croissante en dioxyde de carbone dans notre atmosphère risque d'avoir pour effet que les microbes contenus dans le sol agissent plus rapidement pour décomposer la matière organique, ce qui pourrait libérer encore plus de dioxyde de carbone. L'émission de gaz à effet de serre à partir du sol devrait être particulièrement importante à l'extrême nord de l'Europe et en Russie, où la fonte du pergélisol pourrait libérer de grandes quantités de méthane, qui est un gaz à effet de serre nettement plus puissant que le dioxyde de carbone.

On ignore encore quel sera l'effet global de ce phénomène, étant donné que les diverses régions absorbent ou émettent différents niveaux de gaz à effet de serre. Mais il existe manifestement un risque qu'en raison du réchauffement climatique, le sol dégage davantage de gaz à effet de serre, ce qui pourrait encore accroître le réchauffement sous l'effet d'une espèce de spirale qui s'autoalimenterait.

L'agriculture et la sylviculture peuvent servir à maintenir le carbone dans le sous-sol

Le changement climatique n'est pas l'unique élément qui risque de transformer le sol d'un puits de carbone en une source d'émissions. La façon dont nous utilisons la terre peut également avoir un effet certain sur la quantité de carbone que le sol peut contenir.

Actuellement, le stock de carbone des forêts européennes grossit suite aux changements introduits dans l'environnement et la gestion des forêts. La moitié environ de ce stock de carbone se trouve dans les sols forestiers. Toutefois, lorsque les forêts se dégradent ou sont défrichées, le carbone qui y est stocké est à nouveau émis dans l'atmosphère. Les forêts peuvent alors devenir des contributrices nettes de carbone dans l'atmosphère.

Il est établi que, sur les terres agricoles, le labourage accélère la décomposition et la minéralisation de matières organiques. Afin de conserver le carbone et les nutriments dans le sol, les chercheurs suggèrent de réduire les travaux de labour, de procéder à des rotations de cultures complexes, d'utiliser ce que l'on appelle des «engrais verts» et de conserver les résidus de culture à la surface du sol.

Laisser les résidus de culture à la surface du sol avant et pendant les opérations de plantation peut contribuer à la protection contre le risque d'érosion du sol. Cette protection est essentielle étant donné que des milliers d'années peuvent être nécessaires pour former une couche de sol de quelques centimètres seulement. La diminution des travaux de labour réduit la fréquence d'émiettement du sol et de retournement de mottes. Mais la réduction des activités de labour, voire l'absence de travail du sol, est souvent associée à une utilisation plus intensive d'engrais chimiques, ce qui peut avoir d'autres effets négatifs sur l'environnement.

Parallèlement, l'agriculture biologique, au moyen de l'amendement du sol avec du fumier, peut permettre de reconstituer le stock de carbone organique profondément dans le sol. Recourir à l'agriculture biologique offre comme avantage supplémentaire de réduire les émissions de gaz à effet de serre parce que cette agriculture n'utilise pas d'engrais chimiques. Selon les calculs de l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture, les émissions de CO2 par hectare des systèmes d'agriculture biologique sont inférieures de 48 % à 66 % à ceux des systèmes conventionnels.

Il est intéressant de noter que certaines formes de production de biocarburants peuvent en fait réduire le réservoir de carbone dans le sol. Selon une récente étude, l'utilisation de biocarburants produits à partir de résidus de maïs peut en réalité conduire à accroître le volume total des émissions de gaz à effet de serre, étant donné que la matière organique est brûlée en tant que combustible au lieu d'être réintroduite dans le sol.

En fin de compte, l'adoption de pratiques agricoles et sylvicoles appropriées offre d'immenses possibilités de restaurer le sol et d'extraire le CO2 de l'atmosphère.

Protéger les villes grâce au sol

Après avoir vu leurs biens inondés à cinq reprises par des eaux boueuses en 2002, les résidents du village belge de Velm, près de Saint-Trond, ont fait pression sur les autorités locales pour qu'elles prennent des mesures. Les inondations par des eaux boueuses étaient devenues récurrentes dans la région, car les eaux s'écoulaient des champs en jachère et charriaient avec elles des sédiments. Pour résoudre ce problème, les autorités ont envisagé d'utiliser le sol pour protéger les maisons. Elles ont adopté un certain nombre de mesures, telles que la mise en place de cultures de couverture en hiver lorsque le sol était dénudé et risquait par conséquent d'être inondé. Elles ont également décidé de laisser des résidus de cultures sur le terrain afin de limiter l'érosion. Ces mesures de restauration des systèmes naturels ont permis d'éviter les inondations depuis 2002, malgré plusieurs épisodes de fortes pluies.

La régulation et la prévention des inondations ne sont que l'un des «services» vitaux que fournit un sol en bonne santé. Nous pourrions être amenés à recourir de plus en plus à ce service, compte tenu de l'augmentation de la fréquence et de la gravité de phénomènes météorologiques extrêmes tels que les inondations.

La qualité du sol peut nous préserver des conséquences du changement climatique de diverses autres manières. Un sol perméable peut nous protéger des vagues de chaleur, en stockant de grandes quantités d'eau et en empêchant les températures de monter. Ce dernier point est particulièrement important dans les villes, où les surfaces en revêtement dur (imperméabilisation des sols) peuvent créer un «effet d'îlot thermique».

Plusieurs villes européennes tentent d'exploiter ces propriétés que présente le sol. Ainsi, le parc Gomeznarro à Madrid a été restauré afin d'y inclure de nouvelles surfaces perméables, de la végétation et des capacités de stockage souterrain d'eau. Ce type d'aménagement a été reproduit ailleurs à Madrid et en Espagne.

Restaurer les écosystèmes

Comme le montrent clairement les dernières études, la restauration des écosystèmes peut en réalité contribuer à piéger le carbone de l'atmosphère. À titre d'exemple, la restauration active des tourbières s'est révélée être une réponse fructueuse à la perte de carbone organique résultant de l'exploitation de tourbe à des fins de consommation énergétique. Selon une étude du Centre commun de recherche de la Commission européenne, la façon la plus rapide d'accroître la quantité de carbone organique dans un sol cultivé est de convertir la terre arable en prairies.

Il semble malheureusement que certaines tendances récentes aillent dans le sens contraire. Entre 1990 et 2012, la surface occupée par les terres arables, les cultures permanentes, les prairies et la végétation semi-naturelle a diminué en Europe. Plus concrètement, l'«occupation des terres» en Europe s'est traduite par une perte de 0,81 % de la capacité productive des terres arables, des champs ayant été transformés en villes, routes et autres infrastructures entre 1990 et 2006. Ces projets de développement urbain impliquent souvent de couvrir le sol d'une couche de matériau imperméable. Outre les préoccupations de sécurité alimentaire, cela signifie que l'Europe dispose d'une moindre capacité à stocker le carbone organique, empêcher les inondations et maintenir des températures fraîches.

S'il est géré correctement, le sol peut nous aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à nous adapter aux effets les plus préjudiciables du changement climatique. Mais si nous ne nous en occupons pas, nous risquons d'aggraver rapidement les problèmes liés au changement climatique.