Les effets du bois mort sur le carbone organique dissous dans les sols forestiers dépendent du type de roche mère, de l’essence arborée et du microclimat

Pourquoi les arbres tombés comptent encore

Parcourez n’importe quelle forêt et vous verrez des troncs tombés en train de se transformer lentement en sol. Ces fragments de bois mort sont plus que des vestiges de la croissance passée : ils jouent un rôle actif dans la façon dont les forêts stockent le carbone et réagissent au changement climatique. Cette étude pose une question apparemment simple mais aux grandes implications : quand les grumes pourrissent au sol, combien de carbone libèrent‑elles dans le sol, et comment cela dépend‑il du type de roche en dessous, de l’essence d’arbre et du microclimat local autour de la grume ?

Des flux cachés de carbone dans le sol

Lorsque le bois se décompose, une partie de son carbone est rejetée dans l’air sous forme de dioxyde de carbone, mais une autre partie se dissout dans l’eau et pénètre dans le sol sous forme de carbone organique dissous (COD, ou DOC en anglais). Parce que ce carbone dissous peut être immobilisé dans des couches plus profondes pendant de longues périodes, il peut contribuer au stockage du carbone souterrain des forêts. Les chercheurs ont suivi cette voie carbonée cachée pendant 2,5 ans sous des grumes de hêtre commun et d’épicéa de Sitka (ou Norway spruce) dans des forêts allemandes. Ils ont comparé l’eau du sol prélevée près des grumes à de l’eau provenant d’emplacements voisins sans bois mort apparent, et ont échantillonné à plusieurs profondeurs, de la litière forestière jusqu’à 30 centimètres dans le sol minéral.

Des roches différentes, des réponses du sol différentes

L’équipe a travaillé sur deux sites géologiquement contrastés : l’un sur roche silicatée (gneiss) et l’autre sur roche calcaire (calcaire). Ces matériaux d’origine façonnent la chimie du sol, ce qui influence à son tour la façon dont le carbone dissous s’accroche aux surfaces minérales ou est dégradé par les microbes. Globalement, les concentrations de COD dans l’eau du sol étaient plus élevées sous le bois mort que dans les parcelles témoins sur les deux sites. L’augmentation la plus marquée n’est pas apparue à la surface, mais dans la couche minérale supérieure à environ 15 centimètres de profondeur, où le COD sous les grumes pouvait presque doubler par rapport au sol environnant. Les différences entre types de roche étaient les plus visibles à cette profondeur intermédiaire, avec des augmentations particulièrement importantes sur le site silicaté. Plus profond, à 30 centimètres, les niveaux de COD avaient tendance à diminuer et le contraste entre bois mort et témoin s’atténuait, ce qui suggère que les sols plus profonds retiennent ou transforment une grande partie du carbone entrant.

Les grumes de hêtre nourrissent le sol plus que celles d’épicéa

Tous les troncs ne se comportent pas de la même manière. Lorsque les chercheurs ont comparé les essences sur le site silicaté, le bois mort de hêtre s’est révélé être une source bien plus importante de carbone dissous que l’épicéa. Sous les grumes de hêtre, le COD dans la couche minérale supérieure a explosé — jusqu’à plusieurs fois supérieur aux sols témoins voisins — alors que les grumes d’épicéa produisaient peu ou pas d’augmentation mesurable aux mêmes profondeurs. Ces différences reflètent probablement des variations de structure et de chimie du bois, ainsi que des champignons impliqués dans la décomposition. Les essences à feuilles caduques comme le hêtre sont typiquement colonisées par des champignons capables de dégrader à la fois la cellulose et la lignine, accélérant la décomposition et libérant plus de carbone soluble. Les conifères comme l’épicéa hébergent souvent des champignons qui décomposent le bois plus lentement, entraînant des effets plus faibles et plus lents sur l’eau du sol sous‑jacente.

Modifications subtiles du microclimat sous les grumes

Les troncs tombés modifient aussi le microclimat du sol qui se trouve en dessous. Des capteurs enterrés à 15 centimètres de profondeur ont montré que les sols sous les grumes étaient légèrement plus frais et plus secs que les emplacements témoins voisins, bien que les différences fussent modestes. Même ainsi, la façon dont le carbone dissous répondait à la température et à l’humidité changeait en présence de bois mort. Dans les parcelles témoins, des sols plus chauds coïncidaient généralement avec un COD plus élevé près de la surface, cohérent avec une décomposition microbienne plus rapide de la matière organique. Sous les grumes, ce schéma s’affaiblissait voire s’inversait, laissant entendre que les microbes sous le bois mort peuvent consommer le COD plus activement lorsque la température augmente. Les effets de l’humidité étaient plus uniformes : en profondeur, un contenu en eau du sol plus élevé diluait généralement les concentrations de COD dans les deux traitements.

Ce que cela signifie pour le stockage du carbone en forêt

Pris ensemble, les résultats montrent que l’influence du bois mort sur le carbone du sol est fortement dépendante du contexte. Les troncs tombés agissent bien comme des sources à long terme de carbone dissous pour les sols forestiers, et cet apport supplémentaire est clairement visible dans les couches minérales supérieures jusqu’à au moins 30 centimètres. Mais l’ampleur de l’effet dépend fortement de la roche sous‑jacente, de l’essence qui a produit la grume, de la profondeur du sol et des conditions locales de température et d’humidité. En termes pratiques, les grumes d’essences à feuilles sur certains types de sols semblent diriger plus de carbone vers les sols minéraux que les grumes de conifères, ce qui pourrait favoriser un stockage du carbone à long terme sous‑terre. Les gestionnaires forestiers qui souhaitent utiliser le bois mort pour renforcer le carbone des sols doivent donc tenir compte non seulement de la quantité de bois laissée au sol, mais aussi des essences concernées et du type de sol qui se trouve en dessous.

Citation: Rubin, L., Nowack, R., Lang, F. et al. Deadwood effects on dissolved organic carbon in forest soils depend on bedrock type, tree species, and microclimate. Sci Rep 16, 13647 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50174-1

Mots-clés: bois mort, sols forestiers, cycle du carbone, carbone organique dissous, hêtre et épicéa