Initiative de réappropriation climatique

Catégorie : Sols

Biocroûtes : ces communautés vivantes qui couvrent 12% des terres

Crédit photo: USGS

Connaissez-vous les biocroûtes ? Largement méconnues, ces communautés d’organismes vivants couvrent pourtant 12% des surfaces émergées du globe.

Après avoir dressé un panorama des caractéristiques hydrologiques et climatiques des mousses, examinons en détail les biocroûtes.

Les croûtes biologiques du sol, ou biocroûtes, résultent d’une alliance entre mousses (et d’autres bryophytes), champignons, lichens, cyanobactéries, et algues, en proportions variables. Selon les cas, cette couche biologique représente quelques millimètres à 15 cm d’épaisseur de sol. Les biocroûtes sont principalement situées en milieu aride et semi aride et couvrent 17,9 millions de km2. On les trouve jusqu’en Antarctique.

Image issue de cette étude

Ces communautés photoautotrophes bien spécifiques remplissent plusieurs fonctions écosystémiques d’importance : 

  • stabilisation du sol (érosion)
  • réduction des émissions de poussières

En outre, elles impactent positivement les principaux cycles naturels.

 Le cycle de l’eau 

Comme nous l’avons vu dans le post précédent sur les mousses, les biocroûtes régulent la rétention, l’infiltration et la redistribution de l’eau dans les écosystèmes. En couvrant le sol, elles le protègent aussi du risque de battance.

 Le cycle du carbone

Les biocroûtes capturent environ 2,6 milliards de tonnes de CO₂ annuellement et représentent environ 7% de la production primaire nette des organismes terrestres mondiaux. La photosynthèse des biocroûtes demeure active même avec très peu d’eau, grâce à des capacités de captation du brouillard et de la rosée.

Le cycle de l’azote

Les biocroûtes jouent un rôle clé dans la fixation de l’azote dans les écosystèmes désertiques grâce aux cyanobactéries, qui le transforment en nutriments disponibles pour les plantes.  Les biocroûtes fixent 40% de l’azote biologique terrestre. Ces communautés peuvent donc contribuer à la régénération de sols dégradés et influent largement sur les cycles biogéochimiques à l’échelle planétaire.

Ces fonctions régulatrices sont menacées : le réchauffement pourrait réduire leur couverture de 25 à 40% d’ici 2070. Face à ce constat, des initiatives émergent, alors que la “Décennie des Nations unies pour la restauration des écosystèmes 2021-2030” est censée battre son plein.

 C’est notamment le cas de l’emblématique Plateau de Loess, en Chine. Cette zone  a fait l’objet de l’ambitieux programme “Grain for Green” de restauration écologique [voir ici et ]. En plus d’améliorer la disponibilité en eau, la réhabilitation des biocroûtes y sert également à stabiliser les sols et à limiter les tempêtes de poussière qui menacent la Chine depuis des décennies. L’ampleur des projets mis en œuvre et la forte disponibilité d’étude à ce sujet mérite d’y consacrer un post prochainement.

Feux de forêt : les géorisques en cascade sur les sols brûlés

Pourquoi il faut protéger les sols victimes des feux de forêts !

L’image vient de cette étude

En altérant les propriétés du sol, les feux de forêts peuvent générer des géorisques en cascade, menaçant les écosystèmes au-delà des incendies proprement dits.

Une étude publiée en février 2024 par l’Union américaine de géophysique s’est penchée sur la question, en synthétisant des dizaines de travaux récents sur les conséquences de différents feux de forêt sur les écosystèmes touchés.

Les auteurs expliquent comment les incendies affectent les attributs critiques des sols (structure, perméabilité, stabilité), modifiant ainsi leurs propriétés mécaniques, hydrauliques, chimiques, biologiques et thermiques. Ces altérations augmentent la vulnérabilité des écosystèmes à divers géorisques post-incendie (glissements de terrain, inondations, érosions).

L’élimination de la végétation peut ainsi “favoriser l’infiltration en réduisant l’interception des précipitations par la canopée, tout en réduisant potentiellement la transpiration des eaux souterraines stockées”.

Ces altérations hydrologiques, combinées à la diminution de la résistance mécanique des racines, peuvent entraîner une instabilité des pentes sous forme de glissements de terrain superficiels si le rétablissement du paysage est lent”, poursuivent les chercheurs.

En janvier 2019, ce mécanisme a par exemple provoqué des glissements de terrain généralisés sur une zone de 70 km² des monts San Gabriel, en Californie, dont les sols avaient été fragilisés par plusieurs incendies survenus entre trois et dix ans plus tôt.

Les feux de forêt peuvent aussi entraîner “le dépôt de cendres hydrophobes et, par conséquent, une augmentation des éclaboussures de pluie associées à un ruissellement amplifié et à un risque d’inondation, ainsi qu’un dépôt accru de sédiments dans les chenaux d’ordre supérieur, augmentant ainsi le risque de coulées de débris”.

Ce cas de figure s’est produit en janvier 2018, également en Californie, avec des conséquences tragiques. A la suite de fortes pluies sur des terres brûlées par un feu de forêt survenu en décembre 2017, une monstrueuse coulée de débris a ravagé une partie de la ville de Montecito, causant 23 décès.

Pour éviter de tels drames, les auteurs de l’étude exhortent les communautés scientifiques, politiques et techniques à “collaborer pour combler les lacunes de la littérature concernant le comportement et la réponse des sols brûlés soumis à des facteurs de stress” et soulignent que des progrès doivent être faits en matière de “compréhension du calendrier de rétablissement des différentes propriétés des sols et des paysages après les feux de forêt”.

A terme, mieux comprendre ces mécanismes pourrait permettre de mettre en place des projets de régénération naturelle assistée de certains sols touchés par les feux de forêts, par exemple par la mise en place de zones de pâturage [2] ou par la plantation d’arbres pionniers.

Régénération post-incendie : mulch et couverts pour régénérer le sol

Comment faire face aux impacts des incendies ?

Les incendies bouleversent profondément le sol :

  • perte de végétation
  • altération de la structure
  • augmentation de la battance (croûte de surface), explosion de l’hydrophobicité
  • risque de ruissellement et d’érosion

Face à ces perturbations, la couverture du sol apparaît comme une stratégie clé, à la fois pour la stabilisation hydraulique immédiate et pour le restauration de la fonctionnalité écologique à moyen et long terme.

Le mulchage avec du bois constitue une mesure d’urgence souvent recommandée pour limiter l’érosion et les coulées de boue.

Une méta-analyse révèle que les traitements de couverture, notamment la paille et le bois, réduisent significativement l’érosion post-incendie, bien plus efficacement que des techniques comme l’hydromulching.

D’autres essais ont démontré que le mulch de bois stabilise durablement le sol, réduit le ruissellement et favorise la régénération forestière.  Le mulch résout la baisse de perméabilité et le développement de l’hydrophobicité causés par le feu, tout en freinant efficacement le ruissellement et l’érosion à court terme (voir cette étude et celle-ci). Il importe de préciser qu’un taux de couverture complet peut compromettre certains micro-habitat et la biodiversité microbienne.

Parallèlement, l’introduction de couverts végétaux multispécifiques annuels (composés de légumineuses, graminées, brassicacées) offre de multiples bénéfices écologiques et climatiques. Une expérimentation en Grèce a montré que ce type de couvert améliore la fertilité et la structure du sol et booste les facteurs clés de résilience écologique [6].

Ces couverts permettent l’accroissement du stock de carbone organique du sol, la réduction des pertes de nitrates et de phosphore, ainsi que l’amélioration de la rétention d’eau. Une méta-analyse mondiale montre que les couverts végétaux entraînent une augmentation du rendement agricole, du stock de carbone du sol et une diminution de l’érosion, surtout lorsqu’ils sont combinés à des pratiques sans labour et des rotations judicieuses.

L’association de mulches de bois et de couverts multispécifiques apparaît donc comme une stratégie intéressante en post-incendie.

  • Le mulch de bois agit comme bouclier immédiat (anti-érosion, limite splash, meilleure humidité).
  • Le couvert diversifié stimule la régénération végétale en enrichissant le sol, en améliorant la porosité et en favorisant une communauté microbienne riche et fonctionnelle.
  • La transpiration des couverts végétaux augmente la chaleur latente par rapport à la chaleur sensible, atténuant la surchauffe du sol nu et limitant l’amplification des vagues de chaleur.
  • Un couvert diversifié va fructifier et attirer la faune. Il permet d’accélérer la reconstitution du stock de graines détruit par le feu.

Ainsi renforcé, le sol stabilisé, poreux et biologiquement riche, garantit une meilleure diversité d’essences ligneuses à long terme et un cycle hydrique plus équilibré.

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