Les effets combinés des différentes composantes du changement global sont mal compris. Une étude publiée dans PLoS ONE, fruit d'une collaboration franco-américaine à laquelle ont participé des chercheurs de deux unités mixtes de recherche du CNRS (Laboratoire Ecologie, Systématique et Evolution et Laboratoire d'Ecologie Microbienne), montre que le sol peut, sous l'effet couplé d'un incendie et d'une augmentation de la teneur en dioxyde de carbone, relâcher beaucoup plus d'oxyde nitreux, un puissant gaz à effet de serre, que sous l'effet des deux phénomènes pris séparément.

Les changements environnementaux globaux, tels que l'augmentation de la température ou de la teneur en CO₂ atmosphérique, modifient le fonctionnement des écosystèmes naturels. Dans certaines régions du monde, ils contribuent également à augmenter la fréquence et la sévérité des feux. Les recherches actuelles visent à comprendre comment les écosystèmes naturels répondront à chacune de ces modifications prises individuellement. Cependant, ces changements auront lieu de manière simultanée, aussi s'avère-t-il fondamental d'étudier leurs effets combinés sur les écosystèmes naturels.
           
L'article publié dans PLoS ONE étudie les effets couplés entre un feu, un doublement de la teneur en CO₂ atmosphérique et une augmentation des apports en azote sur une prairie située en Californie, qui sert de terrain d'expérimentation aux chercheurs depuis 1998. Ils peuvent par exemple y simuler une augmentation de la teneur de l'air en CO₂, des apports en azote ou encore des précipitations afin de mimer les conditions climatiques attendues pour la seconde moitié du XXIe siècle. Les auteurs ont profité de ce qui aurait pu être une catastrophe - un incendie accidentel ayant brûlé une partie de leur site expérimental - pour étudier les effets d'un feu sur une prairie soumise à des conditions climatiques « futures ».
           
Le feu a stimulé la production par le sol d'un puissant gaz à effet de serre, l'oxyde nitreux (N₂O), et ce durant au moins les trois années suivant la perturbation. De manière surprenante, les traitements simulant les conditions climatiques « futures », en particulier l'augmentation de la teneur en CO₂ et des apports azotés, ont amplifié les effets du feu sur les émissions de ce gaz à effet de serre. Ainsi, les parcelles brûlées ont vu leurs émissions doubler, tandis que les parcelles brûlées et par ailleurs soumise à un niveau élevé en CO₂ et en azote ont vu leurs émissions multiplier par six. Cette réponse est due à une stimulation de l'activité de microorganismes du sol (les microorganismes dénitrifiants) qui sont capables de respirer le nitrate dans le sol (tout comme nous respirons l'oxygène dans l'air) et, ce faisant, produisent du N₂O.

Ces travaux démontrent que les effets couplés d'une perturbation écologique, le feu, et des conditions climatiques « futures » dépassent largement les effets de ces facteurs pris individuellement. Ils soulignent ainsi la nécessité d'étudier les effets combinés de ces facteurs, sans quoi on risquerait de sous-estimer leurs impacts sur les écosystèmes naturels.

Référence
"Global Change Could Amplify Fire Effects on Soil Greenhouse Gas Emissions", PLoS ONE, Audrey Niboyet, Jamie R. Brown, Paul Dijkstra, Joseph C. Blankinship, Paul W. Leadley, Xavier Le Roux, Laure Barthes, Romain L. Barnard, Christopher B. Field & Bruce A. Hungate.

Contact chercheurs
Audrey Niboyet
Laboratoire Biogéochimie et Ecologie des Milieux Continentaux (Bioemco, UMR 7618 CNRS-Université Pierre et Marie Curie-Université Paris Est-INRA-ENS-IRD-AgroParisTech)
AgroParisTech, 78850 Thiverval-Grignon.
Tél. :  01-30-81-59-58.
Email : Audrey.Niboyet@grignon.inra.fr

Paul Leadley
Laboratoire Ecologie Systématique et Evolution (ESE, UMR 8079 CNRS-Université Paris-Sud 11-AgroParisTech), 91405 Orsay,
Tél. : 01-69-15-72-22.
Email : Paul.Leadley@u-psud.fr

Source : CNRS-INEE