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Ministère de la Transition
écologique et solidaire

Commissariat général au Développement durable

OBSERVATION ET STATISTIQUES

L'essentiel sur…

12 articles

La matière organique des sols et le stockage du carbone

Les matières organiques du sol assurent de nombreuses fonctions agronomiques et environnementales. Elles jouent un rôle de tampon vis-à-vis des autres milieux (flore et faune, milieux aquatiques, air, sous-sol) et participent au cycle des gaz à effet de serre. Elles améliorent la fertilité, l’aération, la réserve en eau et la biodiversité du sol. Elles limitent la compaction et l’érosion hydrique et favorisent le piégeage des métaux toxiques ou des micropolluants organiques. Elles proviennent de la transformation des débris végétaux par les organismes vivants, essentiellement les micro-organismes. Composées de 58 % de carbone organique en moyenne, elles libèrent du dioxyde de carbone (CO2) et des composés organiques en se décomposant sous l’influence du climat et des conditions ambiantes du sol.

La quantité de carbone organique stockée dans la couche superficielle du sol est estimée à 700 Gt (gigatonnes ou milliards de tonnes) au niveau mondial et à 3,75 Gt (plus ou moins 1,27 Gt) en France métropolitaine, soit en moyenne 74 t/ha. Ce stock dépend essentiellement du type de sol et de son occupation.

 

Les stocks les plus faibles sont observés sous culture permanente (34 t/ha) et notamment en Languedoc-Roussillon et dans quelques zones de cultures très intensives. Les stocks moyens se rencontrent dans les sols des terres arables (environ 60 t/ha), comme par exemple dans les grandes plaines de cultures intensives. Enfin, les stocks de carbone organique les plus élevés (entre 80 et 90 t/ha) sont observés dans les sols de prairies, dans les forêts et les milieux à végétation arbustive et/ou herbacée. Les pelouses et pâturages naturels sont ainsi particulièrement riches en matières organiques. Ce sont cependant les sols de montagne (Alpes, Ardennes, Jura, Massif Central, Pyrénées, Vosges) qui renferment les stocks de carbone les plus importants (plus de 130 t/ha). Ceci s’explique essentiellement par la diminution de la vitesse de minéralisation des matières organiques du sol en raison des faibles températures et de l’humidité défavorables à l’activité des microorganismes.

Malgré une minéralisation du carbone plus rapide en milieu tropical qu’en milieu tempéré les stocks sont plus élevés dans les sols d’outre-mer en raison des conditions climatiques favorables à une productivité végétale abondante. Par exemple, en Martinique, les stocks de carbone organique des sols sont évalués à 6,3 Mt dans les 30 premiers cm du sol, soit 62 t C/ha. Les stocks élevés au nord de l’île s’expliquent par la nature des sols issus de matériaux volcaniques, tandis qu’ils sont moyens sous bananeraies et faibles sous cultures de canne à sucre et cultures maraîchères fortement intensifiées. La suppression du labour et la conversion des cultures maraîchères en prairies pâturées sont envisageables pour accroître le stockage du carbone, respectivement de 0,2 et 1,2 t C/ha/an. Si la première solution est déjà appliquée, notamment pour limiter l’érosion, la seconde est conditionnée par des coûts directs importants pour les producteurs. Enfin, l’agroforesterie, qui associe à la forêt des cultures pérennes ou annuelles, permet d’augmenter significativement le stockage du carbone par exemple par l’intégration de légumineuses assurant la disponibilité en azote.

Entre les périodes 1995-1999 et 2000-2004, la teneur en carbone organique des sols diminue dans 21,4 % des cantons de France métropolitaine, notamment sur la façade atlantique, au Nord et dans l’Est. Les raisons sont sans doute multiples : évolution globale des écosystèmes, conversion des prairies naturelles en terres arables, modification des pratiques agricoles. A contrario, la teneur en carbone organique des sols progresse dans 10 % des cantons. Enfin, la teneur en carbone organique des sols est stable dans 38 % des cantons.

Variation de la teneur en carbone organique entre les périodes 1995-1999 et 2000-2004 par canton

L’évolution du stock de carbone organique dans les sols résulte de l’équilibre entre le volume des apports végétaux au sol et la vitesse de minéralisation. Certains changements d’usage ou de pratiques agricoles favorisent le stockage de carbone dans les sols, comme la conversion des cultures en prairies ou en forêts. Au contraire, la mise en culture des prairies ou des forêts entraîne une diminution du stock de carbone. Le sol joue le rôle de puits ou d’émetteur de carbone, principalement sous forme de dioxyde de carbone (CO2). Le protocole de Kyoto, qui vise à réduire les émissions de CO2, inclut la possibilité de comptabiliser le carbone stocké dans les sols, de façon vérifiable, comme une émission négative.

 

Méthodologie :

L’estimation des stocks de carbone organique dans la partie superficielle du sol en France métropolitaine résulte d’un modèle intégrant des données climatiques, d’apports d’effluents d’élevage, d’occupation du sol, de types de sols et enfin, de carbone organique du réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS).
La carte de variation de la teneur en carbone organique par canton est obtenue à partir des analyses de sols agricoles assemblées dans la base de données analyse des terres (BDAT) du Gis Sol. Elle regroupe 14 millions de résultats d’analyses effectués entre 1990 et 2004. Ces analyses sont réalisées en France tous les ans, essentiellement à la demande des agriculteurs pour gérer au mieux la fertilisation.

Définitions :

    - Minéralisation : décomposition des matières organiques libérant des éléments nutritifs tels que l’azote, le phosphore, le soufre, le potassium (durée moyenne estimée à 15 ans). Dans leurs formes les plus évoluées, les matières organiques sont intimement liées à la matière minérale du sol.
    - Stock de carbone organique : il résulte de l’équilibre entre le volume des apports végétaux au sol et la vitesse de minéralisation et dépend des types de sols et de leur occupation : 40 t/ha sous sols cultivés, 65 t/ha sous prairie et 70 t/ha sous forêt en moyenne dans les 30 premiers cm du sol.

 

Pour mieux comprendre

Indicateurs & Indices > Développement durable > Indicateurs de développement durable nationaux > Défi 4 : Changement climatique et énergies > Émissions de gaz à effet de serre par secteur

Indicateurs & Indices > Développement durable > Indicateurs de développement durable territoriaux > Changement climatique et maîtrise de l'énergie > Les émissions de gaz à effet de serre, hors puits de carbone


Voir aussi...

  • http://www.ademe.fr/ (Ademe - Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie)
    Rubrique > Accueil > Nos expertises > Produire autrement > Production agricole > Chiffres clés et observations > Qualité des sols > Sols et changement climatique
  • http://www.gissol.fr (Groupement d'intérêt scientifique Sol – Gis Sol)
    Rubrique > Programmes > La BDAT : base de données analyse des terres
    Rubrique > Programmes > Base de Données Carbone France
    Rubrique > Programmes > RMQS: Réseau de mesure de la qualité des sols
  • http://ec.europa.eu/environment/soil/ (European soil portal, Soil data and information systems – JRC soil, CE)
    La stratégie thématique en faveur de la protection des sols, Volume 3: Organic matter
    Rubrique > Soil Themes > Soil Organic Carbon Content
  • http://www.inra.fr (Institut national de la recherche agronomique)
    Rubrique > L’institut > Expertise > Expertises réalisées > " Contribution à la lutte contre l'effet de serre : stocker du carbone dans les sols agricoles de France ? " (2002).
  • http://www.gessol.fr/ (Gessol, Fonctions environnementales et gestion du patrimoine sol)
    Rubrique > Accueil Gessol > Dossiers thématiques > Sol et Politiques Publiques > Sol et séquestration du carbone
    Rubrique > Accueil Gessol > Projets financés > Projet 11 : Déterminants des stocks de carbone des sols des Petites Antilles; alternatives de séquestration du carbone et spatialisation des stocks actuels et simulés
  • http://www.sols-et-territoires.org/ (Réseau mixte et technologique Sols et territoires)
    Rubrique > Accueil > Produits du Réseau > Documents et Études > Spatialisation du diagnostic MO

Mis à jour le 13/10/2014

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