Émissions d’oxyde nitreux et de méthane des sols selon l’utilisation des terres dans la savane soudanienne d’Afrique de l’Ouest

Pourquoi les sols d’Afrique de l’Ouest comptent pour le climat

L’air qui nous entoure est affecté non seulement par les usines et les voitures, mais aussi par ce qui se passe silencieusement sous nos pieds. Dans la savane soudanienne d’Afrique de l’Ouest, agriculteurs, éleveurs et gardes-parc gèrent les terres de façons très différentes — des forêts protégées aux rizières. Cette étude s’interroge sur la manière dont ces choix modifient la quantité de deux gaz à effet de serre puissants, le méthane et l’oxyde nitreux, qui s’échappent du sol vers l’atmosphère. Comprendre ces échanges invisibles peut aider à orienter des pratiques agricoles et de conservation qui nourrissent les populations tout en limitant leur impact sur le climat.

Quatre paysages voisins, quatre histoires différentes

Les chercheurs se sont concentrés sur quatre usages du sol typiques du nord du Ghana : une forêt de savane protégée, une prairie pâturée, une parcelle de cultures mixtes et une rizière en culture pluviale dans une zone basse. Les quatre sites se situent dans la même zone climatique, avec une seule saison des pluies de mai à octobre. Cela a permis de comparer l’influence de l’usage des terres seul sur les émissions de gaz à effet de serre. Sur deux saisons des pluies (2023 et 2024), l’équipe a visité chaque site chaque semaine et utilisé des chambres fermées — de petites boîtes posées sur le sol — pour piéger et mesurer les gaz émis par le sol. En parallèle, ils ont relevé l’humidité et la température du sol, et analysé des échantillons pour le contenu en carbone et en azote.

Les rizières comme points chauds, les forêts comme aides discrètes

Les mesures ont révélé des contrastes marqués pour le méthane, un gaz qui retient bien plus la chaleur par molécule que le dioxyde de carbone. La rizière a libéré de loin le plus de méthane sur chaque saison, en particulier en fin de période de pluies quand le sol restait saturé. Dans cet environnement gorgé d’eau, l’oxygène devient rare dans le sol et les micro-organismes basculent vers la production de méthane, qui s’échappe ensuite vers l’atmosphère. À l’autre extrémité, la réserve forestière se comportait généralement comme un puits de méthane : son sol bien aéré consommait en fait plus de méthane de l’air qu’il n’en émettait. La prairie pâturée était plutôt une source modeste de méthane, tandis que la terre cultivée labourée oscillait entre neutre et légèrement absorbante pour le méthane, probablement parce que le travail du sol et d’autres perturbations détruisent les poches stables pauvres en oxygène où prospèrent les micro-organismes méthanogènes.

Un autre gaz, plus discret mais grave

L’oxyde nitreux a raconté une histoire plus subtile. Les quatre sites, de la forêt à la rizière, étaient globalement des sources de ce gaz, mais les quantités étaient faibles et étonnamment similaires d’un endroit à l’autre et d’une année sur l’autre. L’oxyde nitreux provient des micro-organismes du sol lorsqu’ils transforment l’azote, en particulier lorsque des engrais ou du fumier apportent des nutriments supplémentaires. Dans cette région, cependant, les niveaux d’azote dans le sol étaient généralement faibles et l’usage d’engrais modeste, ce qui semble limiter la production d’oxyde nitreux. Des épisodes de pluie au début de la saison humide déclenchaient parfois de brèves poussées, lorsque des sols longtemps desséchés se réhumectaient soudainement, mais ces impulsions ne se traduisaient pas par de grandes différences saisonnières entre les usages des terres.

L’eau et la chaleur comme contrôles cachés

En comparant les mesures de gaz aux conditions du sol, les chercheurs ont pu voir quels facteurs environnementaux importaient le plus. Pour le méthane, la teneur en eau du sol s’est démarquée comme un contrôle clé, en particulier dans la rizière et la prairie. À mesure que les sols s’humidifiaient pendant la saison des pluies, les émissions de méthane augmentaient généralement, jusqu’au point où une saturation durable permettait une forte production. La température du sol jouait aussi un rôle, mais de façon opposée : des sols plus chauds avaient tendance à réduire l’absorption de méthane sur les sites plus secs et à amplifier les émissions sur les sites plus humides. En revanche, les flux d’oxyde nitreux montraient seulement de faibles liens avec l’humidité ou la température du sol, ce qui renforce l’idée que l’offre limitée en azote, plutôt que le climat seul, maintient ces émissions à des niveaux modestes.

Ce que cela signifie pour l’agriculture et les forêts

Pour un non-spécialiste, le message clé est que la même pluie, tombant sur différents types de parcelles, peut conduire à des impacts climatiques très différents. Dans cette partie de l’Afrique de l’Ouest, les rizières pluviales sont des sources importantes de méthane, tandis que les forêts de savane intactes retirent discrètement du méthane de l’air. Les prairies et les parcelles cultivées se situent entre les deux, contribuant de plus faibles quantités de méthane mais relâchant tout de même de l’oxyde nitreux. Bien que l’oxyde nitreux soit émis en très faibles quantités, il est extrêmement puissant, si bien que même des pertes modestes provenant de sols pauvres en azote comptent lorsqu’on les convertit en équivalents dioxyde de carbone. L’étude suggère que protéger les forêts, gérer soigneusement l’eau dans les rizières et éviter la dégradation inutile des sols pourraient tous aider à limiter les émissions de gaz à effet de serre de la savane soudanienne tout en maintenant la production alimentaire et les moyens de subsistance.

Citation: Oussou, F.E., Kiese, R., Sy, S. et al. Soil nitrous oxide and methane emissions in contrasting land use of the West African Sudanian savanna. Sci Rep 16, 11398 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36221-x

Mots-clés: sols de savane, émissions de méthane, oxyde nitreux, agriculture d’Afrique de l’Ouest, changement d’usage des terres