Dynamiques de la matière organique des sols de montagne : analyse de chronoséquences et de climatoséquences
Auteur / Autrice : | Norine Khedim |
Direction : | Philippe Choler, Jérôme Poulenard, Lauric Cécillon |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie biologie |
Date : | Soutenance le 14/01/2022 |
Etablissement(s) : | Université Grenoble Alpes |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'écologie alpine (Grenoble) |
Jury : | Président / Présidente : Jean-Christophe Clément |
Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Poulenard, Lauric Cécillon, Sophie Cornu | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Samuel Abiven, Tiphaine Chevallier |
Mots clés
Résumé
Les dynamiques de constitution des stocks de matière organique des sols, leur variabilité et leurs relations avec les autres composantes biotiques et abiotiques des écosystèmes sont insuffisamment connues à l’échelle du paysage. Or cette compréhension des interdépendances entre le système pédologique et les autres compartiments environnementaux est cruciale pour prévoir les changements globaux et mesurer l’impact des activités anthropiques. Les milieux de montagnes présentent dans ce contexte des spécificités fortes dues au fait de leur importante variabilité spatiale, des stocks élevés de matière organique contenus dans leurs sols et de leur vulnérabilité aux changements globaux. Par ailleurs, ils subissent intensément les effets du changement climatique. Pour toutes ces raisons, ils offrent un grand intérêt pour l’étude temporelle des dynamiques écosystémiques.En étudiant des sols de montagne aux situations environnementales contrastées, nous avons tenté de comprendre quelles étaient les dynamiques qualitative et quantitative de la matière organique au cours du temps. Pour cela, cette thèse s’est appuyée sur (i) l’étude de sols récemment formés le long de chronoséquences, (ii) de climatoséquences pour l’examen de la variabilité de la matière organique à l’échelle du paysage dans des sols ayant suivis des trajectoires différentes et enfin (iii) sur des simulations expérimentales de changement pédoclimatique pour analyser la réactivité du carbone organique stocké à la surface de sols de prairies de haute altitude.Nos résultats ont mis en évidence, indépendamment des conditions locales de chaque site, un schéma commun d’accumulation de la matière organique lors des phases initiales de formation d’un nouvel écosystème terrestre après retrait glaciaire en différents points du monde. Cette accumulation est affectée par le temps et accélérée par un climat plus chaud. La végétation contribue alors largement à l’incorporation de matière organique relativement labile dans ces sols nouvellement formés. Dans les écosystèmes plus évolués, la stabilisation environnementale par le climat structure en partie la variabilité quantitative et qualitative de la matière organique des sols en montagne à l’échelle du paysage. L’importance de cette structuration par le climat est plus forte dans les horizons de surface des sols qu’en profondeur. La stabilisation environnementale par le climat maintient dans les sols de montagne du carbone organique particulièrement réactif en préservant de la dégradation une matière organique vulnérable à haute altitude. En simulant un réchauffement de 3°C par transplantation d’un sol alpin à l’étage subalpin, nous avons effectivement démontré le rapide relargage de ce carbone organique labile.Ces résultats offrent un éclairage nouveau, à la fois sur la nature de la matière organique des sols de montagne, et aussi sur sa dynamique à-travers le temps et l’espace. La stabilité de la matière organique dans les sols est bien une fonction de l’écosystème.