I.4. Fonctionnement de l'écosystème
forestier
L'écosystème représente une unité
fonctionnelle qui se perpétue de façon autonome au travers du
flux de l'énergie et du cycle de la matière entre ses
différentes composantes en constante interaction (Ramade, 1993). La
compréhension du fonctionnement de la forêt repose sur la
connaissance des mécanismes qui régissent les flux
d'énergie et de matière au sein de l'écosystème et
leur interaction avec le milieu environnant. Les flux carbonés et les
flux hydriques constituent les principaux régulateurs de ce
fonctionnement.
L'intensité des flux de dioxyde de carbone et de vapeur
d'eau entre l'atmosphère et le couvert forestier est régie par
les processus de la photosynthèse, de la respiration et de
l'évapotranspiration. Le feuillage joue un rôle
privilégié dans ces mécanismes car il se trouve à
l'interface entre l'atmosphère et la plante et c'est dans les feuilles
que se réalisent les principales réactions biochimiques vitales
pour l'arbre.
Dans le cycle du carbone, la photosynthèse et la
respiration cellulaire sont des processus clés. Par le biais de la
photosynthèse, à partir du CO2 atmosphérique
absorbé, des glucides sont fabriqués, permettant la
synthèse des principales molécules organiques carbonées
nécessaires au développement de la plante. La respiration est
aussi une partie importante du bilan carboné, car elle consomme au moins
50 % du carbone assimilé par photosynthèse (Campbell, 1993). Elle
permet à la plante d'assurer le renouvellement continu des constituants
cellulaires.
I.5. La Matière Organique (MO) dans le sol
Le sol constitue une ressource non renouvelable du patrimoine
naturel. C'est pourquoi il convient d'adopter une gestion qui garantisse le
maintien de sa fertilité. Sur le long terme, la réserve
d'éléments minéraux des sols est alimentée par deux
sources: les apports atmosphériques et l'altération des
minéraux des sols (Ebuy et al., 2016).
Les constituants organiques du sol proviennent de la
décomposition de la matière organique végétale,
animale et bactérienne. Ces substances sont en constante
évolution dans le sol et sont transformées par divers processus
géochimiques à travers le temps (Paradis, 2016). Comme elle joue
un rôle majeur sur les propriétés du sol, il est important
que la matière organique soit constamment renouvelée (Brady et
Weil, 2008). D'ailleurs, la matière organique est un important
indicateur de fertilité et de qualité des sols, c'est pourquoi ce
paramètre est souvent le premier a mesuré lors de l'étude
d'un sol et de son écosystème (Paradis, 20016). Les
matières organiques du sol constituent le réservoir de carbone
organique le plus important, devant la biomasse des végétaux. Le
premier mètre des sols mondiaux
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stocke entre 1 500 et 2 400 milliards de tonnes de carbone
organique. Les pertes de sols et des matières organiques qu'ils
contiennent remettent en cause leur rôle de puits de carbone et
augmentent les émissions. Une réduction de 5 % des stocks
représenterait l'équivalent de deux à quatre années
d'émissions (Agence de l'Environnement et de la Maitrise de l'Energie en
sigle ADEM, 2014).
La MOS joue un rôle critique dans la stabilisation de la
structure du sol, la rétention et la libération de nutriments
pour les végétaux et le maintien de la capacité de
rétention des sols. Elle est ainsi un indicateur clé de la
productivité agricole, mais aussi de la résilience
environnementale. Le renouvellement de la MOS influence le fonctionnement des
écosystèmes et le réchauffement climatique. La
décomposition de la MOS libère des nutriments minéraux.
Ces derniers deviennent disponibles et permettent ainsi la croissance des
végétaux (Van der Wal et de Boer, 2017). Une meilleure croissance
des végétaux et une plus grande productivité contribuent
ainsi à assurer la sécurité alimentaire (FAO, 2017).
Différents réservoirs de MOS peuvent être identifiés
en fonction du temps nécessaire à sa pleine décomposition
et au temps de permanence de ses produits dans le sol (temps de renouvellement)
Gougoulias et al. (2014) :
y' Le réservoir actif : renouvellement
en quelques mois ou quelques années ;
y' Le réservoir passif :
renouvellement pouvant atteindre le millier d'années.
Plusieurs organismes du sol assurent des fonctions
essentielles liées à la fertilité et à la
productivité des écosystèmes forestiers, contribuant
à la remise en circulation des éléments nutritifs. De
plus, la faune du sol constitue un maillon important de la chaîne
alimentaire terrestre, ce qui en fait un élément indispensable
pour le maintien de plusieurs autres espèces animales en milieu
forestier (Moore et al., 2002).
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