Cartographie de l’impact des nutriments sur la productivité des plantes

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La NASA vient de publier une nouvelle carte du monde qui permet d’identifier les zones où la croissance des plantes est limitée par la quantité de nutriments disponibles [1]. Cette étude a été réalisée par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) situé à Pasadena, en Californie.


Carte présentant la limitation de la croissance de la végétation par l’insuffisance en nutriments dans le sol. 0% signifie que la croissance n’est pas limitée par les nutriments, 100% siginifie qu’elle est complètement limitée par les nutriments
Crédits : NASA/JPL Caltech


D’après J. Fisher, chercheur au JPL et co-auteur de cette étude, l’insuffisance en nutriments réduit la productivité de la végétation globale de presque un quart. Ces résultats sont très importants car la limitation en nutriments a un impact direct sur capacité des plantes à stocker davantage de carbone et donc, in fine, sur le rythme du réchauffement climatique.

Actuellement, la plupart des modèles climatiques (dont le dernier rapport du GIEC) ne prennent pas en compte le cycle de l’azote et les éventuelles limitations en azote (comme cela semble pourtant être le cas pour la forêt tropicale, certaines forêts nord-américaine, les savanes, les prairies et les terres arbustives par exemple). Dans la plupart des modèles prenant en compte le cycle du carbone/climat [2], le réchauffement augmente la respiration des plantes et du sol (effet fertilisant du CO2) et a donc un effet rétroactif positif sur le réchauffement climatique. Ceci étant, le réchauffement accélère aussi la décomposition de la matière organique qui produit des ions nitrate et nitrites utiles aux plantes, qui peuvent alors, si les conditions le permettent (lumière et apport en eau suffisant notamment) croître et stocker davantage de carbone.


Schéma simplifié du couplage des cycles carbone et azote
Crédits : "Carbon-nitrogen interactions regulate climate-carbon cycle feedbacks : results from an atmosphere-ocean general circulation model" - THORNTON et al., Biogeosciences, 6, 2099 - http://www.biogeosciences.net/6/2099/2009/bg-6-2099-2009.pdf


Si cette décomposition permet d’augmenter la croissance de la végétation et de stocker davantage de carbone que ce qui est rejeté pendant la respiration, alors il y aura une séquestration du carbone accrue et une rétroaction négative sur le réchauffement climatique. Plusieurs recherches [3] ont cependant montré que de trop faibles quantités en azote limitent la capacité des plantes à stocker davantage de CO2 et la carte présentée par la NASA permet de mieux visualiser l’ensemble de ces zones.

Connaître plus précisément ces limitations et mieux comprendre le couplage des cycles carbone/azote est donc très important car cela pourrait permettre de réévaluer les quantités de C02 que la biosphère terrestre sera capable de stocker dans le futur et donc aussi potentiellement sa capacité à ralentir (ou non) le réchauffement climatique.

Pour réaliser cette carte, les chercheurs ont utilisé les données de la NASA et de l’Administration Nationale Américaine pour les océans et l’atmosphère (National Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA) sur les 19 dernières années ainsi que de nouveaux développements de la télédétection pour mesurer l’évapotranspiration et la productivité des plantes [4].

Sources :


- [1] "Global nutrient limitation in terrestrial vegetation" - Global Biogeochemical Cycles, Vol. 26 - J. FISHER et al. - Novembre 2012 - http://www.agu.org/pubs/crossref/2012/2011GB004252.shtml
- [2] Carbon-nitrogen interactions regulate climate-carbon cycle feedbacks : results from an atmosphere-ocean general circulation model" - THORNTON et al., Biogeosciences, 6, 2099 - http://www.biogeosciences.net/6/2099/2009/bg-6-2099-2009.pdf
- [3] "Consequences of Considering Carbon/Nitrogen Interactions on the Feedbacks between Climate and the Terrestrial Carbon Cycle" - SOKOLOV Andrei et al. - MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change Rapport n°151 - Juin 2007 - http://globalchange.mit.edu/files/document/MITJPSPGC_Rpt151.pdf
- [4] "NASA Maps How Nutrients Affect Plant Productivity"- 01/11/2012 - http://www.nasa.gov/topics/earth/features/earth20121101.html

Rédacteurs :


- Céline Ramstein, deputy-envt.mst@ambafrance-us.org ;
- Retrouvez toutes nos activités sur http://france-science.org.

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….