Pour combattre le rejet de CO² : plantons des forêts

Cycle du carbone

Tous les êtres vivants sont constitués de molécules contenant du carbone : glucides, protéines et lipides.

Le cycle du carbone intègre toutes les réactions permettant aux êtres vivants d'utiliser le carbone pour fabriquer leurs tissus et libérer de l'énergie.

Les végétaux représentent le point de départ du cycle du carbone. Grâce à la photosynthèse, les plantes absorbent le carbone de l'air (CO₂) et l'intègrent à leur propre biomasse (feuilles, bois, racines, fleurs et fruits). Cette matière organique sert de nourriture aux organismes hétérotrophes (consommateurs). En libérant de l'énergie, la respiration des hétérotrophes et des autotrophes renvoie du carbone dans l'atmosphère (CO₂).

Dans l'écosystème forestier

Une forêt en croissance constitue un puits de carbone, c'est-à-dire qu'elle fixe (ou accumule) plus de carbone par la photosynthèse qu'elle n'en libère par la respiration. Lorsque la forêt atteint sa maturité, l'équilibre se crée entre le quantité de carbone fixé et la quantité de carbone libéré.

La forêt contient évidemment du carbone dans ses arbres. En climat nordique, la plus grande partie du carbone est toutefois stockée dans les sols forestiers à l'intérieur :

• de l'humus (matière organique stable, très difficilement attaquable par les décomposeurs);
• des racines;
• de la litière non décomposée à la surface du sol;
• d'organismes hétérotrophes présents dans le sol.

Dans un écosystème forestier, les perturbations naturelles ou provoquées par les activités humaines entraînent des changements du niveau de fixation et de libération du carbone (photosynthèse et respiration). Par exemple, le réchauffement climatique pourrait accélérer la décomposition de la litière en favorisant la respiration des décomposeurs. Le sol forestier pourrait alors devenir une source de carbone, car on aurait ainsi plus de carbone libéré que de carbone fixé.

Le cycle du carbone dans la forêt Montmorency(forêt se trouvant au Canada)

Description

La forêt Montmorency est la forêt expérimentale de l'Université Laval. Elle est située en montagne, au nord de la région de Québec. On y trouve principalement des sapins baumiers et des épinettes noires. Les précipitations sont abondantes en hiver comme en été et la saison de croissance dure trois mois.

Cette forêt abrite l'un des sites du projet ECOLEAP. Ce site d'étude d'environ 1 ha (10 000 m²) a permis de mesurer les quantités de carbone circulant dans cet écosystème.

L'écosystème mature

Cette forêt est une sapinière d'environ 60 ans qui peut être considérée comme un écosystème mature. Pourquoi?

Parce que l'équilibre est presque atteint entre :

• la quantité de carbone fixé par les végétaux lors de la photosynthèse;
• la quantité de carbone libéré lors de la respiration de tous les organismes vivants (arbres et décomposeurs).

Le carbone dans l'écosystème

Depuis 60 ans, la forêt Momorency fixe du carbone qu'elle met en réserve à l'intérieur du bois, des racines, de la litière, etc. Tant qu'elle était en croissance, cette forêt pouvait être considérée comme un puits de carbone.

Actuellement, la quantité de carbone contenue dans cet écosystème, ce qu'on désigne comme étant son réservoir de carbone, est stable. La photosynthèse des végétaux fixe toujours du carbone, mais la respiration de tous les organismes vivants en libère autant. L'écosystème n'est plus en croissance; il se maintient.

Le réservoir de carbone de la forêt Montmorency contient en moyenne 17,3 kg de carbone/m² (ou 173 t de carbone/ha), répartis comme suit :

• 7,3 kg se retrouvent dans la végétation:
  • 4,5 kg dans le bois;
  • 1,5 kg dans les branches et les feuilles;
  • 1,3 kg dans les racines.
    
    
• 10 kg se retrouvent au sol (en surface et dans le sol):
  • 3 kg dans l'humus;
  • 7 kg dans le sol minéral.

La circulation du carbone dans l'écosystème

Sur le site d'évaluation de la forêt Montmorency, la photosynthèse des arbres permet l'entrée d'environ 1 kg de carbone/m² (sous forme de CO₂ atmosphérique) par année dans l'écosystème.

La seule respiration des arbres relâche déjà 0,5 kg de carbone/m²/an, dont la moitié provient de la respiration racinaire. Les racines respirent beaucoup, car elles dépensent énormément d'énergie pour absorber les éléments nutritifs du sol. Les cellules vivantes du tronc et des branches respirent également, mais dans une moindre proportion.

Une toute petite partie du carbone (0,06 kg/m²/an ou 6 % du carbone fixé par la photosynthèse) s'accumule dans les troncs et les racines; la quantité de carbone demeure stable dans les feuilles et les branches des arbres matures, parce que, malgré sa croissance annuelle, le feuillage est éphémère.

Le reste, soit 0,44 kg/m²/an, se retrouve dans la litière (feuilles, branches et arbres morts) et dans le sol (racines).

Au sol, la respiration des décomposeurs qui se nourrissent dans la litière libère une quantité de carbone équivalente à celle fournie par les végétaux : 0,44 kg/m²/an.

Dans ce qui précède, il faut comprendre que les quantités et les proportions varient en fonction des conditions climatiques.

Donc :

• Les réservoirs de carbone du sol sont en équilibre, puisque le relâchement de carbone dans l'atmosphère (respiration) équivaut à la quantité de carbone fixé dans la litière végétale.
• Dans une telle forêt, la végétation constitue le seul puits de carbone. Il n'est cependant pas très efficace, avec une accumulation d'à peine 0,06 kg de carbone/m²/an.
• Dans l'ensemble, l'équilibre est presque atteint. Seule une perturbation, comme un feu ou une invasion d'insectes, pourrait modifier cet équilibre. Le site pourrait alors devenir une importante source de carbon