Carbone organique des sols - L'énergie de l'agro-écologie, une solution pour le climat - Ademe
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Carbone organique
des sols
L’énergie de l’agro-écologie,
une solution pour le climat
Collectivités territoriales et monde agricole
Connaître et agir
Édito Sommaire
Carbone des
sols : enjeu pour
le climat et Le GIS Sol
Enjeux Impacts et leviers Regards croisés
l’agronomie en bref d’actions
04. L e sol, un réservoir 20. Reconstitution
Jérôme Mousset Le Groupement d’Intérêt de carbone essentiel 12. Changement des stocks de
Chef du service agriculture et forêt scientifique Sol (GIS Sol) pour le climat d’affectation des carbone
ADEME a été créé en France sols : préserver les De multiples bénéfices
T.P.
en 2001. Il regroupe
Matières organiques
sols riches en à valoriser
l’Institut national de la 06.
Alimenter le sol en
Socle vivant de la production agricole et de la forêt, le sol
carbone
recherche agronomique permanence
est une ressource limitée et non renouvelable à l’échelle (INRA), l’Agence de 14. ols forestiers :
S
08. Prestataires de services Évaluation
humaine. Les sols sont de plus en plus sollicités et font l’environnement et de raisonner
environnementaux
l’objet de tensions entre les usages. Modification des la maîtrise de l’énergie l’intensification 22. Quantifier les
(ADEME), le ministère de des prélèvements évolutions
modes de production, retournement des prairies, perte de
l’Agriculture, de l’Agro- Regards croisés à la parcelle
terres cultivables ou boisées au profit de l’urbanisation, alimentaire et de la Forêt 16. Sols agricoles :
augmentation des prélèvements de biomasse … autant (MAAF), le ministère
10. Stockage agir sur les entrées 24. Outils de mesure
du carbone et sorties de matière au niveau des
d’évolutions qui, mal prises en compte, pourraient affecter de l’Écologie, du
Développement durable dans les sols : organique territoires
la qualité des sols et dissiper les stocks en carbone qu’ils
une réelle prise
contiennent. Pourtant, le sol est un atout considérable dans
et de l’Énergie (MEDDE),
18. Pratiques agricoles 26. Améliorer
l’Institut de recherche de conscience
les stratégies de lutte contre le changement climatique. selon leur coût et diffuser
pour le développement
L’enjeu manque encore d’échos. Pour mieux sensibiliser les et leur efficacité les références
(IRD) et Institut national
gestionnaires des territoires, les décideurs, les agriculteurs de l’information
et les forestiers, l’ADEME a mobilisé experts, scientifiques, géographique et
forestière (IGN).
conseillers, représentants des pouvoirs publics, afin de
L’objectif du GIS Sol
réaliser cette brochure.
est de constituer et
Son but : expliquer l’enjeu du sol dans la lutte contre l’effet de de gérer un système Ce document a été Rédaction et conception Brochure Réf. 7886 téléchargeable sur
serre et, au-delà, valoriser les bénéfices environnementaux d’information sur les sols édité par l’ADEME graphique : Terre-Écos www.ADEME.fr/mediatheque
associés à une meilleure gestion des matières organiques. de France, par rapport à Coordination technique : Photo de couverture : Vivescia ADEME
leur distribution spatiale, Pour l’ADEME Illustrations : Gana Castagnon 20, avenue du Grésillé -
Un sol en bonne santé, vivant, équilibré,stockant du carbone,
à leurs propriétés et Service agriculture et forêt : Impression : BP 90406 49004 Angers
accroit le potentiel de production végétale, contribue à Thomas Eglin, ingénieur en Pure impression Cedex 01
à l’évolution de leurs
optimiser l’utilisation d’intrants agricoles, filtre l’eau de ses qualités. Le sol est une
agronomie et environnement certification PEFC, Dépôt légal : ©ADEME Éditions,
Service communication : Iso 14001, Imprim’vert, Juin 2014
polluants, développe plus de biodiversité. Cette notion de ressource limitée et non Print Environnement
Sylvie Cogneau ISBN : 978-2-358-38-447-6
services à la fois environnementaux et économiques s’inscrit renouvelable à l’échelle
de temps humaine. Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite selon le Code de la propriété intellectuelle (Art L 122-4)
dans les principes de l’agro-écologie. et constitue une contrefaçon réprimée par le Code pénal. Seules sont autorisées (Art L 122-5) les copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation
collective, ainsi que les analyses et courtes citations justifiées par le caractère critique, pédagogique ou d’information de l’œuvre à laquelle elles sont incorporées, sous réserve, toutefois, du respect des
dispositions des articles L 122-10 à L 122-12 du même Code, relatives à la reproduction par reprographie.
2l Sol et carbone Sol et carbone l3
Dessin A
Enjeux
Le sol, un réservoir de carbone Stocks et flux de carbone à l’échelle de la planète
+
essentiel pour le climat
Atmosphère
4 829
+
7,8
Les sols stockent, sous forme de matières organiques, deux à trois fois plus de + - -
1,1 2,6 2,3
carbone que l’atmosphère. Leur utilisation engendre des flux de CO2 et a des
répercussions sur l’évolution du climat. Aujourd’hui, l’enjeu est de limiter les pertes
lorsqu’elles sont liées au retournement des terres et d’accroître les stocks par la
promotion de pratiques agricoles et sylvicoles adaptées.
L
e dioxyde de carbone (CO2) 30 premiers centimètres de sols, XX Flux moyens en Végétation
Carbone
G. Castagnon
milliards de tonnes 350 à 550 Océan
est le principal gaz à effet de soit trois fois plus de carbone que 3 à 4 Md de tonnes de C sont de carbone pour fossile
Sols
1001 à 1940 40 000
serre (GES) lié aux activités dans le bois des forêts. Les niveaux stockés dans les 30 premiers 2000-2009 1500 à 2400
humaines. À l’échelle mondiale, de stocks se montrent très variables centimètres des sols français
XX Stocks estimés en
ce sont près de 35 milliards de selon les occupations, le type de sol comptabilité de leurs émissions/ milliards de tonnes Émissions de • Émissions liées au changement d’affectation des sols Dissolution dans la mer
tonnes de CO2 qui ont été émises et le climat. La tendance serait une absorptions de GES, intégrant les de carbone carbone fossile et à la déforestation et fixation par
en 2013, par la consommation des réduction des teneurs en matières variations des stocks de carbone pour 2011 • Fixation par la végétation et les sols les organismes marins
réserves fossiles de pétrole, de gaz organiques dans les sols agricoles des sols. Ce seront d’abord celles
source IPCC 2013
ou de charbon et par la production mais avec de fortes disparités entre liées à la gestion forestière à partir de L’atmosphère contient 829 milliards de tonnes de carbone dont 240 proviendraient des activités humaines depuis 1750.
Le flux annuel le plus important est enregistré au niveau des zones industrielles et urbaines avec 7,8 Md de tonnes
de ciment. Les écosystèmes ter les régions et les territoires. 2013 puis celles liées à la gestion des
auxquelles s’ajoute le flux lié au changement d’affectation des sols et à la déforestation pour 1,1 Md de tonnes. Ces
restres atténuent l’impact de ces Les évolutions des stocks de car terres cultivées et des pâtures à partir émissions sont partiellement compensées par le bilan de la photosynthèse et de la respiration des végétaux ainsi que
émissions en en captant plus du bone dans les sols français restent de 2021. Cette décision témoigne par la dissolution du carbone dans les océans pour 2,6 et 2,3 Md de tonnes respectivement. Au final, 4 Md de tonnes de
tiers via la photosynthèse. encore très incertaines en raison du d’un premier pas vers l’intégration carbone s’ajoutent dans l’atmosphère chaque année.
nombre de mécanismes impliqués future de la question de l’usage Dessin C
Dessin C
PRÉSERVER LES STOCKS et de la difficulté à les quantifier : des sols dans les engagements
Variation des stocks de carbone organique selon l’affectation des sols en France
DE MATIÈRE ORGANIQUE extension des surfaces forestières, de l’Union européenne en matière
Les matières organiques du sol développement des surfaces urba de réduction d’émissions de GES. Sol Vignes Vergers Prairies Forêts
Sol
artificialisé Vignes Vergers
et cultures Prairies Forêts
constituent le réservoir de carbone nisées, retournement des prairies et Au sein des marchés carbone, les artificialisé et cultures
organique le plus important, devant la évolution des pratiques culturales. À projets volontaires dits de « compen
biomasse des végétaux. Le premier cela, s’ajoute l’impact du changement sation carbone » constituent une
mètre des sols mondiaux stocke entre climatique. Ce phénomène favorise perspective de valorisation des
1 500 et 2 400 milliards de tonnes de la production de matière végétale pratiques de stockage du carbone
35 tC/ha
35˜tC/ha
Variable 50 tC/ha
50˜ tC/ha
carbone organique. Les pertes de et accroît aussi la dégradation des dans les sols. À l’international, le
˜ 80tC/ha
tC/ha
˜8080tC/ha
tC/ha
G. Castagnon
sols et des matières organiques qu’ils matières organiques. nombre d’initiatives et les réductions
Variable
˜ ˜ ˜ 80
˜
contiennent remettent en cause leur obtenues à ce jour par ce méca
rôle de puits de carbone et augmentent PRISE EN COMPTE DES nisme restent très limités en raison source GIS sol
les émissions. Une réduction de 5 % FLUX DE CARBONE du caractère diffus des émissions et XX Estimation du stock de carbone dans les 30 premiers centimètres du sol
des stocks représenterait l’équivalent Par l’adoption en 2013 de la décision des incertitudes sur les niveaux de XX Estimation du stock de carbone dans les 30 premiers centimètres du sol
Le stock de matière organique est élevé dans les forêts, les prairies et les pelouses d’altitude mais faible en viticulture,
de deux à quatre années d’émissions. 529/2013/EU, l’Union européenne stockage. Des méthodes d’estima
dans les zones méditerranéennes et de cultures. Les stocks sont difficilement quantifiables en zone urbaine,
En France, 3 à 4 milliards de tonnes va rendre obligatoire pour les États tion fiables et à moindre coût sont des réserves conséquentes peuvent exister sous les espaces verts. Pour les forêts, le stock de carbone dans la litière
de carbone sont stockés dans les membres la mise en place d’une nécessaires. n’est pas pris en compte.
4l Sol et carbone Sol et carbone l5
Enjeux
Matières organiques :
alimenter le sol en permanence
Les matières organiques du sol se définissent comme « tout ce qui est vivant
ou a été vivant dans le sol ». Elles y subissent une dégradation qui mène à leur
minéralisation. Le carbone qu’elles contiennent est alors majoritairement relâché
dans l’atmosphère sous forme gazeuse. Ces pertes doivent être compensées afin de
maintenir le stock de carbone. Explications.
A.D.
Les racines contribuent de façon importante au stockage de matières organiques dans le sol.
L
a matière organique entre dans plus marginale, le lessivage des dans le sol se déroule à la même accumulent donc naturellement
le sol sous forme « fraîche ».
Il s’agit de végétaux (chute de
matières organiques dissoutes,
mais aussi l’érosion hydrique et
vitesse que sa dégradation.
Dans les agro-écosystèmes
plus de matière organique que
d’autres.
Avis d’expert Éric Blanchart
Directeur de recherche
feuilles, résidus de culture, éolienne, ou encore les incendies en revanche, cet équilibre peut Inversement, les activités micro
exsudats racinaires…), de micro- contribuent à la perte de matière être bousculé par de nombreux biologiques sont multipliées Institut de recherche pour
organismes ou d’animaux morts. organique. facteurs, susceptibles de favo par un facteur 2 à 3 lorsque la le développement
Une grande partie est rapide riser l’accumulation de matière température augmente de 10 °C.
A.D.
ment décomposée : en quelques L’INFLUENCE DU CLIMAT organique, ou à l’inverse sa Le changement climatique, qui
mois, cette matière organique est ET DE LA NATURE DES minéralisation. La pluviométrie stimule actuellement la productivité Structure et nature des sols agissent sur la stabilité
minéralisée par des organismes SOLS et la température jouent un rôle végétale (concentrations atmos des matières organiques
décomposeurs (champignons, Dans les sols de certains grands majeur. Par exemple, une humi phériques en CO2, température), « Alors que la majeure partie de la matière organique est minéralisée
rapidement, une quantité plus modeste peut subir trois mécanismes
bactéries…) et transformée en écosystèmes, tels que les savanes dité faible ou trop importante et la minéralisation des matières
susceptibles de la rendre plus stable et résistante à la minéralisation.
gaz carbonique (CO2) vite relâché africaines ou les forêts tropicales, entrave l’activité des organismes organiques, a un impact difficile Première possibilité : une transformation chimique, sous l’action de
dans l’atmosphère*. De manière le stockage de matière organique décomposeurs dans des sols qui à évaluer sur le stockage du car microbes, en molécules carbonées complexes dites « récalcitrantes »,
Dessin B bone. Enfin, la nature physique chimiquement difficiles à dégrader. La seconde voie consiste en une
Modalités de formation et de dégradation des matières organiques et chimique des sols diminue incorporation de la matière organique dans des agrégats formant une
également la minéralisation, par barrière physique contre l’action des micro-organismes. Enfin, dans
Entrées de matières organiques Sorties de matières organiques les sols où ils sont plus présents, les argiles et les carbonates peuvent
leur capacité à « protéger » la
Érosion Feux réagir avec la matière organique, lui conférant une protection physico-
Labour et matière organique (voir encadré).
Épandage récolte hydrique chimique contre la minéralisation. Si ces protections permettent à la
Résidus de CH4 matière organique de rester stable sur des périodes longues, allant
culture, couverts CO2 L’AGRICULTEUR,
végétaux jusqu’à plusieurs milliers d’années, la minéralisation finit toujours par
GESTIONNAIRE DES s’opérer. »
Apports Apports MATIÈRES ORGANIQUES
endogènes exogènes En moissonnant ses parcelles,
G. Castagnon
Activité
Apports MO microbes MO l’agriculteur prélève une quantité microbienne, et donc la minérali organiques, en les adaptant a
racinaires
MO substantielle de végétaux. Le sation. Étant donnée l’importance minima aux sorties.
Lessivage retour de matières organiques au de la matière organique et son
À l’exception des apports racinaires, l’essentiel des entrées de matières organiques s’effectue depuis la surface. sol est alors limité. En outre, des influence positive sur l’environ * Si certains organismes (autotrophes, anaérobies)
sont capables de consommer ce CO 2 avant cela,
En revanche, une grande partie de leur dégradation se joue dans le sol, via l’activité microbienne. Des leviers sont pratiques telles que le labour, en nement, il s’agit de maintenir des ils sont rares, et ce mécanisme est donc considéré
actionnables, à la fois pour augmenter les entrées et pour limiter les sorties. aérant le sol, favorisent l’activité entrées importantes de matières comme faible.
6l Sol et carbone Sol et carbone l7
Enjeux Avis d’expert
Claire Chenu
Matières organiques : Enseignante-chercheuse
AgroParisTech
prestataires de services
environnementaux Multifonctionnelles
Les matières organiques
© CLUZEAU Daniel/INRA
sont précieuses à la fois
Dans les sols, les matières organiques sont essentielles au bon fonctionnement et à
par leur présence et par
la durabilité des écosystèmes agricoles et forestiers : stabilité des sols, stockage de leur dégradation. Elles
carbone, qualité des eaux, biodiversité… Si certains des services qu’elles rendent constituent une véritable
sont conditionnés par leur présence en quantité, d’autres dépendent en revanche « plaque tournante » du
cycle des éléments majeurs
de leur minéralisation. Un profil de sol constitué de mottes de terre et d’agrégats est un
(le carbone, l’azote, le
système complexe vivant présentant des habitats imbriqués pour la phosphore) et des polluants
L
microflore et la faune du sol. dans les écosystèmes
es matières organiques
terrestres.
rendent de nombreux ser Des bioindicateurs pour estimer la dynamique des donc important de reconstituer au matières organiques contribuent
Elles assurent ainsi une
vices environnementaux. En matières organiques fur et à mesure le stock de matières donc directement et indirectement fonction de filtre pour
premier lieu, elles constituent Les bactéries et champignons dégradent les matières organiques, via les végétaux ou par à cette structuration, dont les béné l’environnement en stockant
l’alimentation des organismes organiques, les nématodes régulent les populations de des apports exogènes conformes fices sont à la fois agronomiques des contaminants de nature
vivants du sol, micro-organismes micro-organismes, les vers de terre structurent les sols… Le à la réglementation. Si ce stock et environnementaux. En effet, les aussi bien organique que
programme « Bioindicateurs de la qualité des sols » de l’ADEME métallique ou de synthèse.
et faune. Un sol riche en matière vise à mieux comprendre les rôles des organismes du sol, pour est maintenu, les services rendus racines des cultures profitent de
Lorsqu’elles sont dégradées,
organique favorisera la présence fournir aux acteurs publics et privés des outils de surveillance et par la minéralisation peuvent être l’aération des sols, et l’infiltration
de caractérisation de la biologie du sol. Le suivi de nombreuses les matières organiques
de ces animaux et végétaux, assurés, les stocks de carbone de l’eau est favorisée, évitant les
variables liées aux communautés du sol, dans différentes rendent service d’une
nombreux et variés, et donc la conservés et les transferts de phénomènes de ruissellement et autre manière, au bénéfice
situations agroclimatiques, a permis d’évaluer l’impact de la
biodiversité. gestion des matières organiques du sol sur la biodiversité. Ainsi, contaminants limités. d’érosion. de l’alimentation des plantes
l’abondance de champignons et de groupes microbiens ainsi et de la biodiversité des sols.
LA MINÉRALISATION, UN que la diversité des nématodes ont été identifiées comme des Dessin E
UN RÔLE STRUCTURANT
* Seuls quelques rares micro-organismes sont capables
de consommer ces gaz dans le sol.
PHÉNOMÈNE POSITIF indicateurs précoces de l’évolution de l’état organique des sols. POUR LE SOL
POUR LA NUTRITION DES Enfin, l’entretien d’une certaine
PLANTES… éléments minéraux libérés, qui conditions de dégradation), très quantité de matière organique
En consommant les matières contribuent à leur nutrition. majoritairement relâchés dans est indispensable à la structure Climat
G. Castagnon
organiques, ces organismes l’atmosphère* et participant à l’effet des sols et à leur stabilité vis- Stockage du carbone
vont les décomposer et contri … À COMPENSER POUR de serre. Les ions nitrate et phos à-vis de la pluie. En effet, les
buer à leur minéralisation. Or, PRÉSERVER LES STOCKS phate libérés sont des éléments matières organiques jouent le
les matières organiques sont de DE CARBONE ET LIMITER nutritifs profitables aux plantes, mais rôle de « colle » dans le sol. Flux et
véritables éponges dans le sol. LES TRANSFERTS DE quand celles-ci ne les assimilent Elles agrègent les particules qualité de l’eau Matière Ca2+
Elles adsorbent et contiennent CONTAMINANTS pas, ils peuvent être transférés minérales et servent éga Rétention de polluants
et d’eau organique Mg2+ K+
de nombreux éléments qu’elles La minéralisation des matières dans les eaux. La minéralisation lement d’alimentation à des
relâchent lorsqu’elles sont miné organiques présente d’autres effets. peut contribuer également au organismes (micro-organismes,
des sols Fertilité
ralisées. Dans les écosystèmes En premier lieu, elle a pour produit relargage d’éléments contaminants vers de terre…) dont l’activité Activité chimique et
agricoles et forestiers, les plantes des molécules simples, dont des organiques et métalliques retenus est également favorable biologique structure
profitent alors des cations et des gaz (CO2, N2O ou CH4 selon les sur les matières organiques. Il est à la structure du sol. Les des sols des sols
8l Sol et carbone Sol et carbone l9
Regards croisés
Stockage du carbone Carte des stocks de carbone dans les sols français
dans les sols :
Le Réseau de mesure de la qualité des sols (RMQS) permet
de dresser une cartographie des stocks de carbone dans les
sols. Ils apparaissent plus importants dans les zones d’altitude
“
et d’élevage. Le réseau ne fournit pas de valeur de stocks de
une réelle prise de conscience carbone pour les zones urbanisées (zones banches sur la carte).
Toutefois, l’inventaire des émissions nationales de gaz à effet de
serre retient dans les zones urbaines une valeur égale à 50 %
de celle des prairies. Elle tient La France souhaite
Dominique Arrouays, compte, entre autres, que le secteur de
Le monde de la de l’existence des
ingénieur de recherche à l’utilisation des terres
recherche et celui jardins et parcs
l’unité Infosol de l’Institut urbains. soit bien inclus
des politiques national de la recherche “
dans les accords
publiques se agronomique (INRA)
internationaux sur le
rejoignent pour d’Orléans.
climat.
permettre aux sols
français de s’enrichir
en carbone et ainsi 2014-2020 et de la Loi d’avenir pour
de mieux lutter l’agriculture et la forêt : incitations au
contre le changement maintien des prairies permanentes,
climatique. aux surfaces d’intérêt écologique,
interdiction du retournement de cer
Joseph Lunet, chargé de mission
taines prairies naturelles, limitation
S
agriculture et forêt au ministère source : Meersmans et al. 2012
i le grand public n’a des défrichements des terres boi
du Développement durable
pas encore pleinement des stocks n’est pas forcément notamment au travers de la nouvelle sées, lutte contre l’étalement urbain
(Direction générale de l’énergie et
conscience de l’impor localisé là où ils sont les plus Pac (Politique agricole commune) etc. Le représentant du ministère
“
du climat, département de lutte
tance du rôle des sols contre l’effet de serre).
faibles, explique par ailleurs le du Développement durable ajoute
comme réserve de carbone et chercheur. Il peut être plus utile que cette problématique carbone
Une vraie prise de
acteur de la lutte contre le chan de chercher à conserver ou à et sol n’est, pour l’heure, pas au
gement climatique, l’intérêt est en que les politiques mises en place sols agricoles et forestiers sont accroître des stocks déjà impor- conscience émerge dans cœur des politiques publiques
revanche désormais plus présent prennent aujourd’hui bien en compte essentiels. » tants, que de chercher à en créer les filières agriculture et en matière de climat, « du fait
dans le monde économique et ce rôle majeur des sols. Selon lui, de nouveaux là où le potentiel de forêt. Chez les acteurs notamment de la prise en compte
politique. « Une vraie prise de les pouvoirs publics participent CONSERVER OU stabilisation est faible. Des actions des espaces verts et limitée du carbone des sols dans
conscience dans les filières agri- notamment à l’amélioration de ACCROÎTRE LES STOCKS à cibler régionalement existent de l’aménagement du le cadre du protocole de Kyoto ».
culture et forêt émerge », reconnaît la connaissance concernant les DÉJÀ IMPORTANTS certainement et se déclinent par Selon lui, la France souhaite pour
ainsi Dominique Arrouays, cher
cheur à l’INRA et spécialiste des
phénomènes en jeu et les quantités
de carbone concernées : « L’État
Pour l’heure, Dominique Arrouays
estime que les principales sources
secteurs d’activité. »
“
territoire, elle reste à
développer.
tant au contraire que le secteur de
l’utilisation des terres soit « bien
sols, avant de tempérer : « C’est soutient des programmes publics de variabilité du niveau de car MONTÉE EN PUISSANCE inclus dans le cadre du futur accord
probablement moins vrai pour les de recherche visant à poursuivre bone dans les sols français sont DES MESURES INCITATIVES international sur le climat, post-
acteurs des espaces verts et les le développement de nos connais- l’occupation des sols et son Selon Joseph Lunet, les mesures 2020 ». Les mesures incitatives
professionnels de l’aménagement sances en la matière, sous l’égide historique, le climat, la teneur en d’accompagnement visant à pré visant à préserver ou augmenter
du territoire. » du GIS Sol (1). Les travaux visant à argile, la profondeur des sols et les server ou à augmenter les stocks les stocks de carbone des sols
Au ministère du Développement une meilleure connaissance des pratiques agricoles et forestières. de carbone des sols agricoles n’en seraient que mieux prises
durable, Joseph Lunet confirme flux de carbone en lien avec les « Le potentiel d’accroissement montent justement en puissance, en compte dans les politiques.
(1) Groupement d’intérêt scientifique regroupant l’INRA,
10l l 11
l’ADEME, l’IGN, l’IRD et les ministères de l’Agriculture et
Sol et carbone de l’Environnement. Sol et carbone
Impacts et leviers d’action
Changements d’affectation
Changement d’affectation Surfaces agricoles : entre 2006 et 2012
28 200 milliers d’hectares Les changements d’affectation des sols génèrent des
flux de carbone. Actuellement, la résolution spatiale des
des sols : préserver les sols
méthodes de suivi et le manque de connaissances sur les
sols urbains limitent la précision de leur quantification.
Surfaces artificialisées :
riches en carbone 5 000 milliers d’hectares
180
La reconstitution d’un stock de carbone organique 422
G. Castagnon
dans le sol demande plusieurs décennies. Mieux vaut
donc préserver les zones ayant les réserves les plus
importantes et maîtriser l’artificialisation des terres.
657
335 214
529
L
a mise en culture d’une prairie 1,3 Mha en vingt ans et de 0,7 Mha
conduit au déstockage du de surfaces naturelles. Au sein
carbone du sol alors que le des sols à vocation agricole, les Forêts et
boisement de terres cultivées prairies permanentes ont le plus
surfaces naturelles :
provoque un stockage. D’après la reculé avec - 1,6 Mha, notamment
21 700 milliers d’hectares
statistique agricole annuelle du au profit des cultures.
ministère de l’Agriculture, les prin f lux en milliers source : d’après Teruti-Lucas
pour la période 2006-2012 et
d’hectares
cipaux changements d’affectation MAÎTRISER L’OCCUPATION les surfaces de 2012
des sols opérés entre 1990 et 2010 DES SOLS Dans tous les cas, la préservation
ont porté sur la hausse des hectares Si l’afforestation accroît les stocks des stocks de carbone dans les
Antonio Bispo
© A.D.
boisés avec + 0,6 million d’hectares
(Mha) mais aussi des surfaces
de carbone, l’artificialisation, et en
particulier l’imperméabilisation des
sols français et du rôle de puits de
carbone de certains écosystèmes
Avis Ingénieur Sol et
Le retournement d’une prairie
provoque un déstockage de
artificialisées avec + 1,4 Mha de sols, conduit à une perte de matières passe par la protection des milieux d’expert Environnement
à l’ADEME
reconvertis. Ces évolutions se sont organiques et des fonctions des naturels et la conservation des prai
carbone. La Politique agricole
commune incite les agriculteurs à
réalisées au détriment des terres sols, très difficilement voire non ries dans les systèmes d’élevage.
agricoles avec une perte nette de réversibles. Au niveau agricole, des mesures Intégrer les stocks de carbone dans l’évaluation du bilan
maintenir les prairies en place. GES des politiques publiques sur l’utilisation des terres
agro-environnementales incitent à
Évolution du taux de carbone « Toute modification d’utilisation des terres, que ce soit pour des
ne pas retourner les prairies au bout productions à vocation non alimentaire ou pour l’urbanisme peut
selon le changement d’affectation des sols.
de cinq ans. Les Safer(1) peuvent avoir des répercussions, non seulement en France mais aussi
40 Pendant les vingt premières aussi intervenir pour préempter des dans les pays en développement. La déforestation peut ainsi
Plus de 400 000 ha de
années suivant un changement terres menacées d’artificialisation. s’intensifier afin de maintenir l’offre en matières premières sur les
Stockage de carbone (tC/ha)
d’affectation des sols,
surfaces toujours en herbe ont 20
le déstockage est deux fois plus D’autres leviers réglementaires sont marchés mondiaux. Dans le cadre d’un groupe de travail initié en
été retournés en France depuis rapide que le stockage. prévus dans le code de l’urbanisme, 2010, l’impact des politiques de développement des biocarburants
2000 et 1,6 Mha depuis 1990. Au bout de plusieurs décennies conduites en France sur l’usage des terres agricoles et les émissions
0 le Code rural et le Code de l’environ
voire plus d’un siècle, un stockage de CO2 a été estimé. Ces recherches vont désormais s’étendre et
(source Statistique Agricole)
peut compenser un déstockage. nement ou dans le cadre de la loi
-20
intégrer différents scénarios et moteurs des changements d’usage,
ALUR(2). Ils impliquent différents
62000 ha agricoles par an source : d’après Arrouays et al. 2002 comme l’artificialisation ou les orientations agricoles, à l’échelle
ont été perdus entre 2006 culture -> forêt mécanismes comme le zonage nationale, mais aussi dans le monde. La concurrence d’usage des
-40
et 2012 en France, selon Teruti- 0 20 40 60 80 100 120
culture -> prairie de protection, la préemption ou les sols est un enjeu majeur pour les politiques publiques. »
forêt -> culture
Lucas. Durée d’application (années) prairie -> culture
normes de densification urbaine.
(1) Sociétés d’aménagement foncier et d’établissement rural.
12l Sol et carbone (2) Loi pour l’accès au logement et un urbanisme rénové.
Sol et carbone l 13
Impacts et leviers d’action
Sols forestiers : d’exploitation au sol. Néanmoins,
une récolte accrue des rémanents
Avis Laurent
Augusto
forestiers, c’est-à-dire le menu bois et
raisonner l’intensification les branches restant sur la parcelle
après l’abattage et le façonnage,
d’expert chercheur à l’INRA
des prélèvements
à des fins énergétiques, réduit
directement les apports de carbone Des indicateurs pour préserver la fertilité des sols
au sol. Le guide ADEME* sur « La L’enjeu pour la recherche consiste à trouver les leviers logistiques
récolte raisonnée des rémanents afin de mobiliser les gisements de bois insuffisamment exploités,
Moins sollicités et mais aussi les bons compromis pour gérer les forêts de plus en
en forêts » préconise de ne pas
plus sollicitées. Ces dernières doivent conserver la pluralité de
moins perturbés que prélever toute la biomasse aérienne
leurs fonctions, comme produire, être réservoirs de biodiversité
les sols agricoles, les en laissant une part des rémanents ou stocker le carbone. Le maintien de la matière organique dans
sols forestiers évoluent au sol, et ce, à chaque récolte, et les sols forestiers est dans ce cadre essentiel, car contrairement à
de ramasser les rémanents une fois, certains pays, la forêt française ne reçoit pratiquement pas d’apport
lentement. Néanmoins,
voire deux, au maximum dans la vie pour maintenir la fertilité de ses sols. Or, les sols forestiers sont,
leur fertilité est limitée pour moitié d’entre eux, des terres agricoles qui ont été reboisées
du peuplement. Si ces recomman
et très dépendante dations sont faites pour préserver la au milieu du XIXe siècle car trop pauvres ou difficilement cultivables.
des flux naturels Pour conserver ce capital, le dilemme réside donc dans le juste
fertilité chimique minérale des sols
équilibre entre le bois exporté et le bois laissé au sol. Actuellement,
d’éléments et de forestiers et réduire les risques de des projets de recherche visent à mettre au point des indicateurs afin
matière organique. Une tassement, elles sont également que les gestionnaires puissent mieux raisonner les prélèvements.
hausse de la demande valables pour ce qui concerne les
stocks de carbone.
en bois-énergie doit Gestion Forêts *Le guide sera mis à jour sur la base de l’expertise collective RESOBIO coordonnée en 2013 par le GIP ECOFOR pour
le compte de l’ADEME.
s’accompagner de
mesures visant à mieux Éléments du bilan GES des filières bois
les préserver. L’augmentation des prélèvements de bois en forêt
© A.D.
pourrait limiter l’accroissement des stocks de carbone
G. Castagnon
dans les sols et les arbres. Une évaluation complète
du bilan GES des filières bois implique de prendre en
L’impact à moyen et long termes d’une intensification des prélèvements en
compte le stockage dans les produits (construction et
forêt sur les stocks de carbone est mal connu. L’effet des pratiques dépend
ameublement) ainsi que les substitutions de matériaux
fortement de la nature des sols.
Révolution Révolution et d’énergies fossiles.
A
u sein d’un territoire, du sol. En forêt tempérée, le stock de connaître leur évolution réelle à forestière forestière
les sols forestiers sont de carbone dans les sols est du moyen et long termes, notamment de 50 ans de 200 ans Construction
généralement les plus même ordre de grandeur que celui sous l’influence de l’évolution des Ameublement
pauvres chimiquement contenu dans les arbres. pratiques sylvicoles. • Substitue les
ou ceux dont les propriétés phy Dans le futur, l’augmentation prévisible matériaux fossiles
siques sont les plus défavorables à PRATIQUES SYLVICOLES des besoins en bois-énergie et bois- • Stocke le carbone
l’agriculture. Contrairement aux sols DURABLES matériau favorisera l’intensification
agricoles, ils ne sont pas travaillés Les stocks de carbone dans les sols de la récolte forestière. L’impact de Énergie
ou le sont peu. Cela se traduit forestiers évoluent plus lentement cette intensification sur les stocks est
par une accumulation importante que dans les sols agricoles. En incertain, il pourrait conduire à des
• Substitue les
de matières organiques dans la général, ils sont supposés stables effets opposés sur la production de
énergies fossiles
litière et les horizons superficiels mais très peu de suivis permettent litière et l’incorporation des pertes
14l Sol et carbone Sol et carbone l 15
Impacts et leviers d’action
Sols agricoles : épandages des matières organiques
d’origine urbaine ou des effluents
ce sont principalement les cultures
d’automne. Les techniques sans
labour occasionnel tous les cinq
ans, permettrait de conserver
d’élevage constituent localement labour s’étendent du semis direct une partie du possible gain sur
agir sur les entrées et sorties une solution intéressante, s’ils
sont préférentiellement épandus
à des interventions plus ou moins
profondes. Leur impact sur les stocks
les stocks de carbone, et surtout
les économies de carburant.
de matière organique
sur les sols pauvres en carbone et de carbone a souvent été surestimé.
respectent les normes en vigueur. Sur la base des suivis expérimen
FREINER LES PERTES
taux réalisés par la communauté
scientifique internationale, seul le
Avis d’expert
Pour enrichir les sols agricoles en carbone, Les haies et la couverture des sols semis direct affiche un stockage
Jérôme Labreuche
deux types d’actions sont identifiés : favoriser agissent aussi sur les stocks en moyen de 0,15 tonne de carbone responsable du pôle
Agroéquipement
les pratiques qui accroissent le stock de matière réduisant le ruissellement et les de plus par an que le labour. Ce
Arvalis-Institut
organique et limiter celles qui augmentent pertes par érosion. résultat est très variable selon les du végétal
L’abandon du labour induirait situations. D’ailleurs, un essai mené
les pertes.
une augmentation des teneurs par Arvalis pendant quarante ans
en carbone des sols par une sur le site de Boigneville, dans
moindre minéralisation des matières l’Essonne, montre qu’après avoir
L
e potentiel maximal de des cultures intermédiaires dans la organiques en raison de leur meil permis un stockage de l’ordre Une meilleure prise en
stockage additionnel du rotation, l’enherbement des inter leure protection physique dans de 2 t/ha de carbone organique
compte des pratiques
favorables aux
carbone dans les sols agri rangs des vignes et des vergers, les agrégats et à des conditions pendant 24 ans, le semis direct
apports de matière
coles pourrait être de l’ordre et l’augmentation de la durée de plus froides et humides en sur ne se différencie pas du labour organique
de 1 à 3 millions de tonnes par vie des prairies temporaires. face. Actuellement, 34,4 % des au bout de 40 ans. De plus, un Suite aux obligations
an pendant vingt ans selon des surfaces cultivées sont conduits en labour s’avère parfois nécessaire réglementaires, la mise
estimations effectuées par l’INRA L’implantation de haies et de bandes techniques culturales simplifiées pour des raisons agronomiques en place de cultures
en 2002 puis en 2013. Ce stockage enherbées, motivées pour leur rôle selon Arvalis-Institut du végétal, (voir encadré). Selon l’INRA, un intermédiaires pièges à
nitrates (Cipan) pendant
pourrait compenser jusqu’à 3 à de réservoir de biodiversité, de
les périodes d’interculture
© A.D.
4 % des émissions annuelles en corridor écologique mais aussi de
longue se développe.
gaz à effet de serre de la France, zone tampon entre cultures et cours Cette pratique est positive
Quand le labour se justifie
Pour accroître le retour au sol ce qui n’est pas négligeable, d’eau permet d’enrichir le sol en pour le bilan humique
Selon Arvalis-Institut du végétal,
de matières organiques, il faut mais supposerait des actions très matière organique. L’agroforesterie, le labour est le plus pratiqué d’autant plus que l’effet
favoriser la couverture des sols volontaristes. avec la mise en place de lignes sur les cultures de printemps stockage de carbone
nus par l’incorporation des cultures Les pratiques à mettre en œuvre d’arbres en plein champ et au et dans les sols peu argileux. Il organique par les Cipan a
intermédiaires dans la rotation et agissent soit en augmentant la cœur des pâtures, s’accompagne représente en effet une sécurité été récemment réévalué
pour l’implantation des cultures par rapport à des références
par l’enherbement des interrangs matière organique soit en en d’une augmentation des stocks de printemps, que ce soit pour anciennes. La tendance est
des vignes et des vergers. limitant les pertes. de carbone à la fois dans les sols favoriser leur levée ou vis-à- aussi d’allonger le temps de
et dans le bois. Des pratiques vis de la structure du sol dans présence de ces cultures et
FOURNIR PLUS DE d’intensification modérée peuvent des systèmes de cultures où le
de les implanter dans des
Moins de 1 % des surfaces MATIÈRE ORGANIQUE aussi être réalisées sur les prairies
risque de compaction des sols
zones où elles ne sont pas
cultivées sont exploitées en n’est pas négligeable (récoltes
Première action pour fournir plus peu productives (pacages, alpages tardives, sols limoneux). C’est obligatoires. Autre évolution
semis direct. observée : en zone céréalière,
de carbone au sol : accroître la et landes). Pour les cultures et les aussi dans les sols les plus faciles à labourer que cette pratique
est la moins remise en cause. Dans une situation où la maîtrise certains agriculteurs
4,6 Mha sont conduits en production végétale et le retour au prairies déjà intensifiées, l’intérêt
des adventices se complexifie, le retournement occasionnel du n’hésitent pas à importer des
techniques culturales simplifiées, sol de matières organiques. Pour n’est plus d’accroître les apports sol est une solution préconisée en particulier face à de fortes amendements organiques
soit un tiers des surfaces cultivées. cela, il faut favoriser la couverture mais de conserver au mieux les pressions de graminées. sur leur terre.
(source : Arvalis Institut du végétal). des sols nus par l’incorporation résidus de cultures. Enfin, les
16l Sol et carbone Sol et carbone l 17
Impacts et leviers d’action
Pratiques agricoles selon leur Avis Sylvain Pellerin
coût et leur efficacité
Coordinateur de l’étude de l’INRA « Dix mesures
d’expert pour réduire les GES par les pratiques agricoles »
L’INRA a analysé en 2013 le potentiel d’atténuation des émissions nationales de GES C’est la première fois que des mesures ont été quantifiées en termes d’atténuation des émissions et de
coûts de réalisation. Le stockage du carbone est favorisé par des mesures à coût modéré comme le non-
associé aux pratiques agricoles. L’agroforesterie, le non-labour, l’allongement des
labour ou l’agroforesterie.
prairies temporaires et la couverture permanente des sols ressortent comme des Pour que ces pratiques soient mieux prises en compte dans leur dimension stockage de carbone, les
leviers efficaces favorisant le stockage du carbone. Bilan des enseignements tirés méthodes d’inventaires doivent progresser. Actuellement, seul l’impact du changement d’affectation des
de cette expertise. sols est mesuré.
D
ix actions ont été iden (voir p. 17). Ces pratiques ont un organiques : l’augmentation de L’implantation des haies, les cultures des sols et de la biodiversité, dont émissions de GES, en incluant leurs
tifiées par l’INRA pour coût efficacité modéré, c’est-à- la durée de vie des prairies tem intermédiaires, l’enherbement l’impact économique n’a pas été effets sur les émissions de CH4, de
atténuer les émissions dire inférieur à 25 euros la tonne poraires (1,44 Mt eqCO2 par an) permanent en vigne et verger, les considéré dans cette étude. N2O et la substitution d’énergies
agricoles des trois prin équivalent CO2 évitée. et l’allongement de la durée du bandes enherbées (2,77 Mt eqCO2 fossiles. Au-delà de l’échéance
cipaux gaz à effet de serre, le pâturage. Une mise à l’herbe par an) ont un coût plus élevé, PLAFONNEMENT DES 2030 fixée par cette étude, les
CO2, le N2O et le CH4 à horizon APPRÉHENDER prolongée aura en plus un effet sur notamment en raison du temps STOCKS DE CARBONE À stocks de carbone tendront vers un
2030. Ces mesures doivent être L’ENSEMBLE DES les autres GES puisque la part des de travail dédié. Ces actions se MOYEN TERME plafond et, à terme, la fixation nette
pragmatiques et sans pertes de BÉNÉFICES déjections émises en bâtiment, et révèlent néanmoins bénéfiques sur Au total, les leviers relatifs au de CO2 s’annulera. Cependant les
rendement au-delà de 10 %. Autres mesures à coût modéré donc les émissions de N2O et CH4 d’autres aspects environnemen stockage du carbone dans le sol autres effets d’atténuation, telles
Cumulées, elles conduiraient, favorisant les stocks de matières associées, seront réduites. taux comme la préservation de et la biomasse représentent 30 % les économies de carburant, se
à cette même échéance, à une la qualité des eaux, de la qualité du potentiel d’atténuation des poursuivront.
atténuation annuelle représentant
Estimation de l’impact des pratiques agricoles
32 millions de tonnes équivalent
sur le stockage du carbone
CO2. Elles ont aussi été appréhen
dées sous un angle économique.
Celles qui visent à réduire les
rejets de dioxyde de carbone
et qui procurent en plus un gain Couvert Haies Enherbement Gestion Techniques Épandage Restitution
Modéré
Modéré
Modéré
Modéré
Modéré
financier pour l’agriculteur portent végétal Bandes Agroforesterie vigne des culturales effluents des résidus
Élevé
Élevé
Élevé
en premier lieu sur les économies Coût permanent enherbées et vergers prairies sans labour et composts de culture
d’énergie fossile et sur le stockage Productivité végétale accrue > Productivité végétale accrue > Augmente le retour au sol de matières organiques
de carbone dans les sols et la ismes Protection physique des matières organiques accrue >
Mécan s le
biomasse. é s d a n Réduit les pertes par érosion et lessivage > Réduit les pertes par érosion et lessivage >
impliqu age de C
Par rapport à la séquestration du stock Minéralisation plus faible si le rapport C/N est
élevé
carbone dans le sol, les mesures
les plus efficaces en termes d’atté Entre 0,1 et 0,35 Haies Entre 0,1 et 1,35 • Pour les couverts • Augmentation • Passage en semis Entre 10 et 50 % 0,15 pour 7 tonnes
ire
nuation concernent le labour el unita • Sur prairies : 0,14 dont environ 2/3 dans permanents en de la durée des direct, 0,15 du carbone apporté de paille
Potenti kage de
occasionnel (3,77 Mt équivalent de stoc ne sur Sur terres les sols vergers : 0,5±0,3 prairies temporaires • Passage en labour selon le type d’apport.
carbo cultivées : 0,25 • Pour les couverts (< 5 ans) : 0,15 quinquennal : 0,10
CO2 par an) et l’agroforesterie utilisé
20 ans e de • Bandes enherbées permanents en vigne : • Intensification • Travail du sol
a dr
(1,53 Mt eqCO 2). L’impact du c
dans le RA en 0,5±0,3 0,3±0,2 modérée des prairies superficiel :
tu d e IN • Pour les couverts permanentes pas de stockage
labour occasionnel reste toutefois l’é
tC/ha/a
n.
temporaires en vigne : pauvres : 0,4 de C additionnel
13 ;
à confirmer sur le long terme (Pellerin
et al. 20 0,16
al . 2 0 02)
et
Arrouays
Remarques :
• Une tonne de carbone stocké équivaut à environ 3,66 t de CO2 captées.
18l Sol et carbone • La surface agricole française représente 28,2 Mha. Sol et carbone l 19Vous pouvez aussi lire
