Soutenance mémoire
Réchauffement du climat
Depuis les dernières années, les préoccupations face aux changements climatiques ont pris de plus en plus d’importance pour les scientifiques et pour la population en général. De nombreuses activités anthropiques ont contribué à accroître de façon notable la quantité de GES dans l’atmosphère. À ce titre, mentionnons entre autres l’industrialisation sans cesse grandissante, l’usage massif de combustibles fossiles et les changements d’utilisation des terres. Le forçage radiatif, communément appelé « effet de serre », peut être défini comme une force déstabilisatrice modifiant l’équilibre entre les flux de rayonnements infrarouges émis par la surface de la Terre qui sont d’une part réfléchis vers la surface et d’autre part transmis dans l’espace. Ainsi, l’accumulation de molécules de GES dans l’atmosphère piège une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre et le force à retourner vers la Terre, ce qui affecte la régulation du climat. Les concentrations atmosphériques de GES, principalement le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) n’ont cessé d’augmenter depuis la période préindustrielle passant de 280 à 350 ppm pour le CO2 et de 0,7 à 1,7 ppm pour le CH4. Cette accentuation représente aujourd’hui un des enjeux environnemental les plus étudiés. Sundquist (1993) avait évalué à 7,5 ± 1,5 Pg de CO2 qui était émis dans l’atmosphère annuellement suite aux changements d’affectation des terres, aux perturbations naturelles et à la combustion des combustibles fossiles. Dépendamment des efforts déployés par les sociétés et selon les différents scénarios climatiques, ces concentrations devraient atteindre entre 540 à 970 ppm d’ici la fin de ce siècle (GIEC, 2007). En raison de leurs propriétés radiatives, ces gaz ont le potentiel de perturber le système climatique à l’échelle globale et ce forçage anthropique aurait déjà modifié substantiellement le climat planétaire (GIEC, 2007).
Gaz à effet de serre (GES)
L’effet de serre entraîne le réchauffement global de l’atmosphère terrestre. Les activités anthropiques ont grandement contribué à perturber le cycle naturel du C, si bien qu’une augmentation notable de la concentration de CO2 atmosphérique a été remarquée. La température moyenne de surface a augmenté de 0,6 ± 0,2 °C depuis 1860, la couverture neigeuse a diminué d’environ 10 % depuis 1960 et la superficie des glaces de mer a chuté de 10 à 15 % dans l’hémisphère Nord depuis 1950 (Arrouays et al., 2002). Il semblerait que la décennie 1990 ait connu le réchauffement le plus important du 20e siècle et que ce siècle ait été le plus chaud depuis le dernier millénaire (Arrouays et al., 2002). Les principaux GES qui existent naturellement dans l’atmosphère sont la vapeur d’eau (H2O) ; le dioxyde de carbone (CO2) ;le méthane (CH4) ;le protoxyde d’azote (N2O) et l’ozone (O3).Les gaz à effet de serre industriels comprennent aussi des hydrocarbures halogénés comme les hydrochlorofluorocarbures, comme le HCFC-22 (un fréon) ;les chlorofluorocarbures (CFC) ;le tétrafluorométhane (CF4) ;l’hexafluorure de soufre (SF6). Les émissions mondiales annuelles fossiles de CO2 ont augmenté, passant d’une moyenne de 6,4 ± 0,4 GtC an–1 dans les années 1990 à 7,2 ± 0,3 GtC an-1 au cours de la période 2000 à 2005. On estime que les émissions de CO2 associées à l’affectation des terres, se situent, en moyenne pour les années 1990, dans une fourchette allant de 0,5 à 2,7 Gt C an–1, l’estimation centrale s’établissant à 1,6 Gt C an–1.La concentration de CO2 atmosphérique a augmenté d’environ 280 ppm ,soit sa valeur préindustrielle ,à 374 ppm en 2055 (IPCC)
Evolution du Stock de COS suivant les différents modes d’usage du sol
Concernant l’effet du mode d’usage du sol sur le stock de COS, dans cette étude, on a effectué une comparaison de stock de COS entre 4 modes d’usage de sol : sol sous foret, sous jachère forestière, sous jachère arbustive et sous tany maty . Selon ANOVA, dans les horizons 0-30cm, les résultats présentent une différence significative entre les moyennes de stock de COS du sol sous foret et aux autres modes d’usage ce qui témoigne probablement l’efficacité des couvertures végétales, la présence des racines D’après les littératures, la principale source de SOC c’est la décomposition des tiges, des feuilles, des animaux, et de résidus végétaux (Zhang et Gao, 2008) ce qui est très fréquent dans les forêts. Les arbres en vie ajoutent du carbone au sol en perdant leurs feuilles et les vieux arbres laissent du bois mort quand ils sont endommagés ou morts Dans notre cas donc, le mode d’usage du sol affecte le stock de COS qui conforme aux résultats selon les résultats d’Arrouays et al., (1994) qui stipule que les changements d’affectation des forêts en d’autres modes d’usage (ou déforestation) réduisent nettement les stocks de carbone organique du sol .Selon le GIEC, les conversions d’affectations des terres de terres forestières à d’autres affectations des terres entraînent souvent des pertes substantielles de carbone du pool de la biomasse .La déforestation a un effet sur le stockage de carbone du sol en surface par contre elle n’influence pas le stock de CO du sol profond Et pour l’évaluation du stock de COS suivant les zones d’étude ,les résultats obtenus montrent qu’entre ZOI2, ZOI3 et ZOI4, une différence significative est constatée entre ZOI2 et ZOI3 dont les moyennes générales de leurs SOC sont respectivement 100,308 ± 3,226 t/ha et 76,947± 2,590 t/ha, de même entre ZOI4 et ZOI3 dont les moyennes générales de leur SOC sont respectivement 99,289 ± 3,512 t/ha et 76,947 ± 2,590 t/ha avec p-value < 0,001.Par contre il n’y a pas de différence significative entre ZOI2 (100,308 ± 3,226 t/ha) et ZOI4 (99,289 ±3,512 t/ha ) .La situation géographique de ces zones explique la différence entre les stocks de COS moyen dans les zones Suivant la profondeur, le stock de carbone sur 0-30cm et sur 0-100cm sont respectivement 8545,70 t /ha et 12909,35 t /ha Pour tous modes d’usage du sol, une différence significative est notée entre les stocks sur 30-100cm et ceux sur 0-30cm (p-value < 0,001) .Le stock sur 0-30cm représente 66% du stock de carbone sur 0-100cm ce qui est proche des résultats de Buringh, en 1984 qui lui aussi a trouvé 68% de la matière organique dans les 25 premiers centimètres du sol. Cet horizon de surface correspondrait à une zone d’accumulation des résidus organiques (Razafimbelo et al. 2008). La transformation des résidus végétaux (feuilles, branches, racines, bois) en particules organiques de tailles variables, et en moindre quantité du lessivage des houppiers (molécules très labiles, composés types phénols, glucides simples, dépôts atmosphériques ; Kuiters, 1987). Ces particules s’accumulent en majeure partie en surface (0-40 cm, horizons organiques et organo-minéraux) et plus faiblement dans les horizons minéraux (Rossi M., André J., Vallauri D., 2015) ce qui explique aussi la prépondérance du stock de COS dans le sol profond. Le stock de COS représente ici 1/3 de stock total dans sol
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : SYNTHESES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I : Revue littérature sur la séquestration carbone du sol face au changement climatique
1. Quelques notions sur le changement climatique
1.1 Réchauffement du climat
1.2 Gaz à effet de serre (GES)
1.3 Mesure d’atténuation et d’adaptation
2. Dynamique du carbone
2.1 Carbone organique du sol
2.2 Flux et réservoirs de carbone
2.3 Séquestration de carbone dans l’écosystème
2.4 Variabilité à l’échelle globale
2.5 Importance du Carbone organique du sol
2.6 Séquestration du carbone dans le CAZ
2.7 Facteurs biotiques et abiotiques qui contrôlent les pertes de carbone des sols
Chapitre II : Propriétés physiques du sol
1. Profil pédologique
2. Texture du sol
2.1 Définition
2.2 Les différents constituants et les propriétés globales du sol
2.3 Détermination de la texture du sol
3. Structure du sol
3.1 Types de structures
3.2 Caractéristiques des différentes structures
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
Chapitre I : Présentation des milieux d’étude
1. Description de la zone d’étude
1.1 Situation géographique
1.2 Biodiversité
1.3 Contexte socioéconomiques
1.4 Utilisation du sol (LU)
1.5 Localisation du site d’étude
Chapitre II : Préparation et Echantillonnage de sol
1. Choix de sites
2. Echantillonnage du sol
3. Plan d’échantillonnage des sols
4. Description pédologique
5. Description et échantillonnage des racines
Chapitre III : Les travaux de laboratoire
1. Détermination du stock de carbone du sol
1.1 Préparation des échantillons de sol
1.2 Mesure de la densité apparente (Da)
1.3 Analyse de la teneur en carbone
1.4 Calcul des stocks de Carbone
2. Détermination de la texture des sols
Chapitre IV : Analyse et Traitements statistique des données
1. Analyse descriptive
2. Test ANOVA
3. Test de corrélation de Pearson
4. Analyse en composante principale
PARTIE III : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Chapitre I : Evolution du Stock de COS suivant les différents modes d’usage du sol, les zones d’étude et la profondeur
1. Stock de COS suivant diffèrent mode d’usage du sol
2. Stock de COS suivant les zones d’étude
3. Stock de COS suivant la profondeur
Chapitre II : Les facteurs influençant le stock de COS
1. Test de corrélation et ACP
2. Le stock de COS et la Texture du sol
1.1 Le stock de COS et les classes texturale du sol
1.2 Le stock de carbone et la Texture du sol suivant les zones
1.3 Le stock de carbone et les teneurs en argile, limon et sable suivant les différents modes d’usage du sol
1.4 Teneur en argile, limon et sable suivant la profondeur
1.5 Relation entre le stock de COS et la teneur en argile ,limon et sable
3. Stock de COS et les différentes structures du sol
4. Stock de COS et racine
5. Stock de COS et l’altitude
4.1 Variation de l’altitude suivant les zones d’étude
4.2 Relation entre Stock de COS et Altitude
PARTIE III : DISCUSSIONS ET PERSPECTIVES
Chapitre I : Discussions sur la méthodologie et les résultats
1. Discussions sur l’approche méthodologique
2. Discussions sur les résultats
2.1 Evolution du Stock de COS suivant les différents modes d’usage du sol
2.2 Les facteurs influençant le stock de COS
Chapitre II : Vérification des hypothèses
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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