Sol et changement climatique

Introduction

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Le sol et un milieu discret sur lequel on marche tous les jours sans lui accorder beaucoup d’attention. Pourtant ce milieu de vie, premier réservoir de biodiversité, est le support de production de biens indispensables aux hommes et le régulateur de cycles naturels vitaux (carbone, azote, eau). Le sol est de ce fait un élément important, mais souvent négligé, du système climatique.

Après les océans, les sols sont pourtant le deuxième plus grand réservoir de carbone. Sa préservation est donc au cœur de multiples enjeux nationaux et internationaux.


Sol et changement climatique

Les changements climatiques sont causés par les modifications de l’atmosphère qui résultent de sa transformation chimique par les gaz à effet de serre (GES) principalement dus aux activités humaines notamment agricoles.

Sol milieu vivant
Les sols, milieux poreux et vivants, renferment des quantités importantes de carbone. Une partie de celui-ci se trouve dans les racines et les êtres vivants du sol (vers de terre, insectes, champignons, bactéries…) ; une autre dans la matière organique stable du sol que l’on appelle souvent humus. En fonction de la présence d’un couvert végétal, de la saison, des types de sols, la quantité de matière organique vivante varie largement. Par contre la teneur en matière organique stable liée intimement aux composants minéraux fins du sol varie lentement.
Chaque année, une petite partie des matières organiques vivantes meurt et se transforme en matière organique stable (différents types de composés souvent appelés humus) tandis qu’une partie de la matière organique stable est dégradée par l’activité biologique du sol, on parle de minéralisation. La fabrication d’humus permet la fixation de carbone dans le sol, la minéralisation libère du carbone.

A titre d’exemple, un sol agricole contient de l’ordre de 100 t (environ 50 t de carbone) de matière organique par hectare dans l’horizon cultivé. Cette valeur varie très lentement. Selon les types de sols et les saisons, un sol peut renfermer plusieurs tonnes de vers de terre ou pas du tout.

Le sol joue donc des rôles opposés vis-à-vis du changement climatique car il peut être à la fois source et puits de carbone suivant les gaz concernés, les occupations des sols, les types de sols, les pratiques culturales et le climat.

Le sol intervient en fait dans le cycle des 3 principaux gaz à effet de serre (GES) :
- Pour le dioxyde de carbone (CO2), ils peuvent être une source ou un puits suivant la manière dont ils sont gérés. La matière organique qui retourne au sol est en général dégradée par les organismes du sol. Schéma
- Pour le méthane (CH4), globalement les sols français constituent un puits vis-à-vis de ce gaz car les sources dues au sol sont principalement liées aux zones humides (rizières, marais) peu abondantes en France Schéma
- Pour l’oxyde nitreux (N2O), les sols sont la principale source d’émission à cause de la dénitrification (transformation de l’azote minéral NO3 en gaz N2O) sous l’effet de processus bactériens Schéma


VIDEOS

Les sols : un trésor à protéger - Protéger les sols – ADEME - 4:33 Voir la vidéo
Climat: la nature source de solutions - 5:32 Voir la vidéo
Sol et climat - Dossier #6 - L'Esprit Sorcier - 50:36 Voir la vidéo
4 pour 1000 | Les sols pour la sécurité alimentaire et le climat - 3:31 Voir la vidéo
Le Sol, Solution aux Problèmes Climatiques - 4:08 Voir la vidéo
Le sol acteur-clé des territoires et du climat - 4:34 Voir la vidéo
Et si la solution climat passait par les sols ? - 4:37 Voir la vidéo
Les sols levier considérable dans l'atténuation du changement - 1:46 Voir la vidéo


COMMENT AMELIORER LE STOCKAGE DU CARBONE DANS LES SOLS AGRICOLES POUR LUTTER CONTRE LE CHANGEMENT CLIMATIQUE

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Globalement les stocks de carbone des sols agricoles français ont diminué depuis l’intensification de l’agriculture et le retournement des praires des années 1960. Pourtant il est possible d’inverser la tendance par :
  • une réduction du travail du sol permet de réduire la dégradation de la matière organique et donc le dégagement de CO2 ;
  • une augmentation de l’apport de carbone dans le sol. L’incorporation de matières organiques (pailles, fumiers, composts) permet d’augmenter les stocks de matière organique du sol.
Les changements d’usage tels que l’implantation de prairies permanentes ou l’agroforesterie sont également des pistes pour stocker du carbone dans les sols et dans la biomasse.
Stocker du carbone dans les sols présente également d’autres intérêts. En effet, une bonne gestion de la matière organique permet également d’améliorer la structure du sol, de réguler les flux d'eau, de limiter l'érosion, de maintenir ou d’augmenter la fertilité des sols et d’accroître sa biodiversité.
Ce sont autant de leviers d’action.
Voir figure 1 issue doc INRA : stocker du carbone dans les sols agricoles

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Plusieurs initiatives nationales et internationales, comme le plan 4 pour 1000 du ministère de l’agriculture français, visent à encourager la préservation des sols. Il pointe 4 pistes de solutions principales :

Piste n°1 : NON LABOUR


L’absence de labour augmente le stockage de C par une moindre minéralisation des MO due à leur meilleure protection des agrégats du sol et à des conditions plus froides et humides dans la couche de surface du sol. Elle permet en outre une baisse des émissions de CO2.

Elle est associée à d’autres effets environnementaux positifs tels que l’amélioration de la stabilité structurale, la réduction du ruissellement et de l’érosion, l’amélioration de la biodiversité et de l’activité biologique des sols, ou négatifs tels que le recours accru aux herbicides pour réduire les mauvaises herbes. Source : C. Chenu et al. INRA


VIDÉOS
Environnement : pourquoi les sols s'épuisent-ils ? - Franceinfo - 5:10 Voir la vidéo
Agriculture et réchauffement climatique : la solution du semis direct ... - 6:01 Voir la vidéo


TÉMOIGNAGE
Sur l’exploitation agricole du lycée de Brie Comte Robert ou Obernai (à venir)


Piste n°2 : INTRODUCTION DE COUVERTS VEGETAUX DANS LES SYSTEMES DE CULTURE


L’implantation de couverts temporaires ou permanents de type cultures intermédiaires dans les zones non vulnérables de la Directive Nitrates en interculture de longue durée, cultures intercalaires par enherbement (verger, vigne), implantation de bandes enherbées le long des cours d’eau par exemple ont également un rôle positif vis-à-vis du changement climatique.

Ils ont un effet sur le stockage du C dans le sol grâce à une augmentation des apports de MO au sol par augmentation de la production primaire (couvert végétal en remplacement du sol nu) et secondairement par réduction du travail du sol et réduction de la fertilisation azotée ce qui modifie les émissions de N2O.

De plus, les nitrates sont par ailleurs moins lessivés, l’activité biologique du sol est augmentée et le ruissellement et l’érosion sont diminués.


VIDEOS
TEPOS : Faisons de l'agriculture une solution au changement climatique -1:48 Voir la vidéo
L'agriculture de conservation par Matthieu Archambeaud (1ère partie) - 38:21 Voir la vidéo
L'agriculture de conservation par Matthieu Archambeaud (2ème partie) - 28:54 Voir la vidéo


TEMOIGNAGE
Sur l’exploitation agricole du lycée de Toulouse ou Valence (à venir)


TEMOIGNAGE sur ENHERBEMENT EN SYSTÈMES PÉRENNES
Sur l’exploitation agricole du lycée de Bordeaux sur l’enherbement dans le rang ou en inter-rangs en vigne
...ou Borgho sur l’enherbement sur clémentines avec une haie pour la lutte biologique par conservation (à venir)


Piste n°3 : AGROFORESTERIE ET HAIES

L’agroforesterie : une pratique ancestrale abandonnée mais qui fait un retour remarqué ! l'émission


Elle associe des alignements d’arbres de l’ordre de 30-50 arbres/ha, voire des haies (100ml de haie /prairie et 60 ml/ha de cultures) avec une culture intercalaire mécanisée ou une prairie intercalaire.
Elle permet un stockage de carbone dans la biomasse ligneuse. Sa production totale (arbres+production agricole) est supérieure à celles obtenues sur des surfaces séparées.
L’agroforesterie permet aussi de lutter contre l’érosion des sols, la pollution des nappes et des rivières, l’uniformisation des paysages et la perte de biodiversité. Les haies servent en plus de brise-vent.


VIDÉOS
Denis ASFAUX - L'agroforesterie , biodiversité et changement climatique - 18:08 Voir la vidéo
Le développement de l'agroforesterie- Christophe Pinard | Alim'agri - 2:29 Vidéo
Climat / Carbone - le potentiel agroforestier - 9:17 Voir la vidéo


TÉMOIGNAGE du lycée agricole de Pamiers
L'exploitation bovin-lait de l'établissement de Pamiers convertit une parcelle de 12 ha, correspondant au périmètre rapproché d'un captage d'eau potable, en système de culture agroforestier en agriculture biologique et auto-fertile. Un défi technique et économique riche en implications pédagogiques...
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TEMOIGNAGE des EPLEFPA des Vosges, Mirecourt – EPLEFPA de Meurthe et Moselle, Pixérécourt – EPLEFPA de Haute-Marne, Chaumont – EPLEFPA de Fontaines Sud-Bourgogne, Charolles et Fontaines qui ont redonné une valeur à l’arbre champêtre en élevage (à venir)


Piste n°4 : GESTION DES PRAIRIES


Des travaux récents montrent que les prairies sont des puits de carbone et sont à ce titre susceptibles de compenser une partie des émissions de GES du secteur de l’élevage.
L’importance du stockage de C est cependant variable selon leur type (prairie permanente ou temporaire) et leur mode de gestion (pâturage, fauche, chargement animal, niveau de fertilisation…).
Les prairies accumulent du C principalement sous forme de MO par voie racinaire d’autant qu’il y a peu ou pas de travail du sol ce qui limite le déstockage des MO par minéralisation.


VIDÉOS
Cop 21 : les prairies pour lutter contre le réchauffement climatique - 4:44 Voir la vidéo
Comment réduire l'impact de l'élevage sur l'effet de serre - 2:11 Article et vidéo


TÉMOIGNAGE
Sur l’exploitation agricole du lycée de Pontivy, Coutances ou Le Rheu (à venir)


Piste n°5 : AUTRES PISTES D’ACTION


Il n’y a pas de développement durable sans une bonne gestion des sols car ils assurent des fonctions fondamentales (alimentation, filtre, biologie, matériau, support, histoire). Et pourtant les sols vont mal : ils sont de plus en plus fortement sollicités par les activités humaines ; ces activités se concurrencent, générant des conflits d’usage et de graves dégradations des sols ; ces dégradations se répercutent sur les autres milieux : biodiversité, cycle et qualité de l’eau, composition de l’air... sont modifiés, le tout portant atteinte à la santé et au comportement des sociétés humaines.

Nos choix techniques de raisonnement des cultures, nos choix alimentaires, nos choix d’aménagement des espaces verts, la forêt, l’artificialisation des sols en ville … sont autant d’autres pistes d’action possibles qui questionnent le lien sol – changement climatique.


VIDÉOS
Pour comprendre tous les rôles du sol, découvrez la vidéo de l’ADEME : « Le sol, acteur-clé des territoires et du climat ». Voir la vidéo


TÉMOIGNAGE du lycée agricole de Montpellier
Le lycée de Montpellier a mené une étude comparative de modes de productions, de transformations et commercialisations en viticulture en intégrant un volet « sol ».


Outils

ANIMATION DE DEBAT
- Cercle de Samoan pour le climat – REN Ici
- Débat mouvant « le climat en mouvement » - REN Ici
- Débat mouvant sur les climats – Ligue de l’Enseignement Ici
- Joute orale sur le climat - REN Ici
- Le changement climatique « c’est chez moi » : du diagnostic de territoire à l’élaboration de solution par les élèves – Région Ile de France Ici

SOLS
- Agriculture et changements climatiques : interactions et défis – ressource educagrinet - Educagri éditions Ici
- Les Sols Guide pédagogique du SFFERE– Alterre Bourgogne Ici
- Le sol un milieu de vie – fiche technique Yves Coineau Ici
- Stocker plus de carbone dans les sols : un enjeu pour le climat et pour l'alimentation - Assemblée nationale Ici
- Guide pédagogique "Le Sol m’a dit" – FRAPNA
- BD sols – FNE


Bibliographie

- Stocker du carbone dans les sols agricoles : évaluation de leviers d’action pour la France – Chenu C. et al. Innovations Agronomiques 37 (2014), 23-37 Ici
- Les sols portent notre avenir - ADEME Ici
- Le sol : interface fragile –Stengel P., Gelin S., INRA Editions, 1998