Organic matter and carbon storage in Bol polders soils, northeast of Lake Chad, and global change context in semiarid environment.
Matière organique et stockage de carbone dans les sols de polders de Bol nord-est du lac Tchad dans le contexte de changements globaux en milieu semi-aride.
Résumé
In arid and semi-arid areas, soil carbon management is strongly linked with water and temperature constraints. Due to the lack of data, the concept of carbon sequestration in these regions is still poorly known or understood.
To perform a carbon balance, soil carbon stocks must be measured and their stability examined. The study has been carried out in the polders of Bol, northeast of the Lake Chad. A chronosequence was chosen (synchronic approach), examining the different ages of polderisation/cultivation from 0 to 65 years, noted as t0, t10, t60, t62, t65. The t0 represents the reference site in the marsh. The studied soils are chemically fertile; they are developed on older Quaternary formations of the Chad basin. Soils are alluvial, hydromorphic, locally saline, submitted to intensive cultivation. Soil profiles (36) were described, including 3 profiles in the alluvial area t0. The soils were sampled from the surface down to 1 m depth, with 0.1 m increment.
Organic carbon stocks (SOC) (0-1 m) differ between situations from 200 ± 0.8, 241 ± 0.9, 183 ± 34, 174 ± 0.3 and 189 ± 1.1 MgC ha-1 (P = 0.004) in t0, t10, t60, t62 and t65 respectively. The stocks of inorganic carbon (SIC) for the same depth were negligible and varied significantly (P = 0.03) from 1 at t0 to 6 Mg C ha-1 in t65 representing approximately 5 % of SOC stocks. SOC stocks in the topsoil (0-0.3 m) expressed for soil equivalent masses varied from 64 (t0) to 53 Mg C ha-1 (t65). The annual loss rate of SOC after polderization was -0.17 Mg C ha-1 yr-1. The Rock-Eval pyrolysis confirmed the inherited character of the organic matter in these lacustrine environments. In soil surface layers (0-0.4 m), the organic matter resistance to degradation was revealed by the high values carbon stocks in resistant pool (ResC), between 62.6 ± 13.8 and 79.9 ± 5.8 Mg C ha-1 from t0 to t65 compared to lower values in the pool (LabC), this latter compartment varied from 17 to 23 % of the total stock. The relationship between the acquisition of soil properties following the polderisation was discusse regarding to the soil physical characterization and the nature of the organic matter as revealed by pyrolysis. After more than half a century of polderisation and cultivation, organic carbon stocks were relatively stable and may resist to biodegradation in the this semi-arid region.
En régions arides et semi-arides, la gestion du carbone (C) du sol est inséparable des contraintes thermo-hydriques. Le concept de la séquestration du C pour ces régions est encore trop peu connu ou compris, en raison du manque des données expérimentales.
Avant de pouvoir effectuer un bilan C à l’échelle des profils de sols et du paysage interdunaire, l’évaluation du stock de C du sol est nécessaire ainsi que la caractérisation de sa stabilité. L’étude a été conduite sur les sites des polders de Bol, nord-est du lac Tchad. Une chronoséquence par « approche synchronique » a été choisie selon les différents âges de poldérisation et de mise en culture ; les sites sélectionnés t0, t10, t60, t62 et à t65 correspondent à un historique de 0 à 65 ans. Le t0 représente le site de référence de sédiment récent. Les sols étudiés sont chimiquement fertiles ; ils se différencient sur les formations quaternaires anciennes de la cuvette tchadienne. Ce sont des sols d’apports alluviaux, hydromorphes, localement salés, cultivés de manière intensive. Dans ce dispositif, 36 profils pédologiques ont été creusés et décrits, y compris 3 profils dans la zone alluviale t0. Les sols ont été échantillonnés de la surface jusqu’à 1 m de profondeur, par incréments de 0,1 m.
Les stocks de C organique (COS) (0-1 m) se différencient selon les traitements: à t0 200 ± 0,8 ; t10 241 ± 0,9 ; t60 183 ± 34 ; t62 174 ± 0,3 et à t65 189 ± 1,1 MgC ha-1 (P=0,004) ; les stocks de C inorganiques (CIS) pour la même profondeur sont négligeables et varient de façon significative entre traitements (P = 0,03) de 1 pour t0 à 6 MgC ha-1 pour t65 représentant environ 5 % de stocks de COS. Pour la couche de sol 0-0,3 m, les stocks de COS exprimés en masse de sol varient en moyenne de 53 à 64 MgC ha-1 entre t65 à t0 avec un taux de perte moyenne annuelle de -0,17 MgC ha-1 an-1. L’analyse par pyrolyse Rock-Eval confirme le caractère hérité de la matière organique de l’écosystème lacustre. Dans la couche de surface des sols (0-0,4 m), le caractère résistant de cette matière organique a également été révélé par des valeurs élevées observées des stocks de carbone résistant (ResC), entre 62,6 ± 13,8 et 79,9 ± 5,8 Mg C ha-1 de t0 à t65 par rapport à celles de carbone labile (LabC), plus faibles. Le compartiment résistant représente de 17 à 23 % du stock total de C. La relation entre l’acquisition des propriétés des sols suite à la poldérisation a été discutée au regard de la caractérisation physique des sols et de la nature de la matière organique. Après plus d’un demi-siècle de mise en poldérisation, les stocks de COS ont présenté un caractère relativement stable et résistant à la biodégradation dans ce contexte semi-aride.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)