Liens (sous-)explorés entre la diversité végétale et la matière organique particulaire et associée aux minéraux dans le sol

Pourquoi la variété des plantes dans un champ compte

Quand on pense à lutter contre le changement climatique, les forêts et les prairies viennent souvent à l’esprit comme d’immenses aspirateurs de dioxyde de carbone. Mais beaucoup de ce carbone ne reste pas dans les feuilles ou le bois : il finit caché dans le sol. Cet article explore comment le nombre et le mélange d’espèces végétales à la surface peuvent modifier la quantité de carbone que le sol peut séquestrer et la durée pendant laquelle ce carbone y demeure. Comprendre ces liens peut aider agriculteurs, forestiers et gestionnaires des terres à transformer les sols en banques de carbone plus robustes et plus fiables.

Deux banques de carbone cachées sous nos pieds

Les auteurs se concentrent sur deux formes principales de matière organique du sol. L’une est la matière organique particulaire (MOP), composée de fragments reconnaissables de racines et de feuilles mortes seulement partiellement décomposés. La MOP est un carbone relativement « rapide » : elle peut s’accumuler rapidement, mais peut aussi être perdue tout aussi vite lorsque les conditions favorisent une décomposition accélérée. L’autre forme est la matière organique associée aux minéraux (MOAM), dans laquelle de minuscules fragments de matière organique sont collés aux minéraux du sol ou enfermés dans de très petits agrégats du sol. La MOAM tend à retenir le carbone pendant des décennies à des siècles. L’article soutient que pour comprendre comment la diversité végétale façonne le carbone total du sol, il faut examiner séparément son effet sur ces deux réservoirs très différents et à quel point un sol donné est proche de sa capacité à stocker de la MOAM.

Comment le nombre d’espèces végétales modifie la vie du sol et les flux de carbone

Des communautés végétales plus riches produisent généralement plus de biomasse au-dessus et au-dessous du sol, envoyant davantage de litière et de racines dans le sol. Des mélanges divers peuvent ralentir la décomposition des feuilles tombées quand des composés chimiques de différentes espèces interfèrent avec les décomposeurs, ou l’accélérer quand ils améliorent l’humidité et les conditions nutritives. Parallèlement, une plus grande variété de racines et d’exsudats (les composés sucrés et autres libérés par les racines vivantes) nourrit une communauté microbienne et faunique du sol plus abondante et souvent plus diversifiée. Les vers de terre et autres « bioturbateurs » entraînent la litière de surface plus profondément dans le sol, tandis que les microbes transforment la matière végétale en leur propre biomasse et, à leur mort, laissent des résidus qui peuvent devenir de la MOAM. De cette façon, la diversité végétale influence non seulement la quantité de carbone entrant dans le sol, mais aussi la manière dont il est transformé et où il se retrouve.

L’importance du type de sol et de l’espace de stockage inutilisé

Le même changement de diversité végétale n’a pas les mêmes effets partout. Les auteurs proposent que la diversité végétale stimule le carbone du sol de façon la plus marquée là où les sols sont affamés d’intrants organiques et disposent encore de nombreuses surfaces minérales libres pour former de la MOAM, comme les sols récemment formés, les parcelles agricoles dégradées ou les couches plus profondes. Dans ces contextes, une végétation plus diversifiée peut augmenter à la fois la MOP et la MOAM. Dans des sols plus anciens et riches en carbone, déjà proches de leur capacité à stocker de la MOAM, une diversité végétale supplémentaire peut encore ajouter du carbone, mais surtout en construisant de la MOP. Dans ces cas, les gains sont plus faibles et plus faciles à inverser, car la MOP est plus vulnérable à des pertes rapides lorsque les conditions changent.

Quand plus de diversité ne rime pas avec plus de carbone

La diversité végétale peut aussi déclencher des processus qui annulent une partie des gains. En stabilisant le microclimat—en maintenant les sols plus humides et les températures plus constantes—elle peut créer de meilleures conditions pour que les microbes respirent du dioxyde de carbone vers l’atmosphère. Plus de matière organique dissoute provenant des racines et de la litière en décomposition peut se fixer aux minéraux et construire de la MOAM, mais elle peut aussi lessiver de la matière organique plus ancienne, la libérant pour qu’elle se décompose. Dans les sols froids riches en MOP, comme dans les régions à haute latitude ou le pergélisol, le réchauffement et l’amélioration des conditions microbiennes peuvent accélérer la perte de MOP davantage qu’ils n’aident la croissance de la MOAM. En conséquence, des augmentations de la diversité végétale dans ces contextes peuvent conduire à des gains de carbone stocké plus faibles que prévu, voire à des pertes.

Ce que cela implique pour la gestion des terres et du climat

L’article conclut que la diversité végétale est un levier puissant pour déterminer la quantité de carbone que les sols peuvent stocker, mais que ses effets dépendent fortement des propriétés du sol, du climat et de la capacité de stockage inutilisée restante. Pour concevoir des stratégies efficaces de gestion du climat et des sols, les scientifiques ont besoin de davantage d’expériences à long terme qui suivent séparément la MOP et la MOAM à travers des gradients de diversité végétale, de types de sols et de conditions environnementales. Pour le grand public, le message principal est clair : protéger et restaurer des communautés végétales diversifiées peut aider à construire des sols plus sains et plus riches en carbone—mais seulement lorsqu’on l’adapte soigneusement aux bons types de paysages.

Citation: Angst, Š., Angst, G., Mueller, K.E. et al. Un(der)explored links between plant diversity and particulate and mineral-associated organic matter in soil. Nat Commun 16, 5548 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-60712-6

Mots-clés: carbone du sol, diversité végétale, biodiversité, changement climatique, restauration des écosystèmes