Impact de la végétation et de l’intensité de gestion des espaces verts urbains sur les flux de gaz à effet de serre des sols

Impact of vegetation cover and management intensity of urban green spaces on greenhouse gas fluxes from soils

• Auteur / Autrice : Tom Künnemann
• Direction : Patrice Cannavo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l’Environnement
• Date : Soutenance le 19/10/2023
• Etablissement(s) : Institut Agro
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal, Animal, Aliment, Mer, Environnement (Angers ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Recherche Environnement Physique de la plante Horticole / EPHOR
• Partenaire(s) de recherche : École d’inscription : L'Institut Agro Rennes-Angers (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Anne Jaffrezic
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Raphaël Gros, Gwenaëlle Lashermes, Vincent Guérin, René Guénon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cornélia Rumpel, Pierre-Alain Maron

Mots clés

Mots clés libres

Microclimat

Respiration du sol

Stockage du carbone

Pelouse

Forêt urbaine

Matière organique

Microclimate

Soil respiration

Carbon storage

Lawn

Urban Forest

Organic matter

Résumé

Dans les espaces verts urbains, les couverts végétaux (e.g. forêt urbaine, pelouse) associés aux pratiques culturales (e.g. fertilisation, irrigation, tonte) peuvent impacter les cycles couplés du carbone et de l’azote et générer des impacts environnementaux négatifs. Dans ce travail mené dans la ville d’Angers, nous avons évalué l’influence de la végétation arborée et de l’intensité de gestion sur le processus de décomposition des matières organiques, de la fragmentation jusqu’à la minéralisation et les émissions de gaz à effet de serre associées. Les résultats de la thèse ont montré que l’arbre d’une pelouse induit un microclimat (-1.6 °C dans le sol, -30% de précipitations) qui ralentit la décomposition des litières et diminue la respiration du sol par rapport à une pelouse sans arbres.La canopée des arbres a limité la décomposition des résidus de tonte de 20% en limitant leur humectation par la pluie. Pour les litières récalcitrantes la vitesse de décomposition dépendait en premier lieu de leurs traits fonctionnels. En abaissant la température du sol, l’ombrage de l’arbre a réduit de 30% les sorties de carbone du sol sous forme de CO2 mais sans affecter la consommation de CH4. La faible contribution des pelouses aux émissions de N2O pour toutes les intensités de gestion semble refléter l’instauration de pratiques culturales plus durables. Nos résultats confirment l’intérêt de l’arbre sur une pelouse à faible intensité de gestion pour réduire l’impact environnemental des espaces verts urbains. La restitution des litières arborées d’une pelouse pourrait être envisagée pour améliorer les services écosystémiques rendus par les espaces verts urbains.

Vegetation covers (e.g. urban forest, lawn) in combination with specific management practices (e.g. fertilization, irrigation, mowing) of urban green spaces can strongly modify carbon and nitrogen cycles and consequently generate negative environmental impacts. We evaluated the influence of trees in lawns (microclimate, soil properties) and management intensities on the decomposition process of organic matter, from fragmentation to mineralization of organic matter in the form of greenhouse gases. Trees in lawns changed the microclimate (-1.6 °C in the soil and -30% precipitation), decreasing litter decomposition and soil respiration. The tree canopy, intercepting rainfalls, reduced the litter mass loss of grass clippings by 20%.For recalcitrant litters, the rate of decomposition depended primarily on litters functional traits. Tree shading reduced CO2 fluxes by 30% by lowering soil temperature without affecting CH4 consumption. The contribution of lawns to N2O emissions was low for all management intensities and appears to reflect the implementation of more sustainable management practices. Our results confirm the benefits of trees in lawns with low management levels to reduce the environmental impacts of urban green spaces. Keeping tree litters on soil, instead of raking them, could be helpful to improve the ecosystem services provided such as carbon storage.