Une étude révèle un amorçage accéléré des sols face au réchauffement climatique

Jizhong Zhou, directeur de l’Institut de génomique environnementale et professeur de recherche George Lynn Cross à l’École des sciences biologiques de l’OU, est l’auteur correspondant de « Le réchauffement expérimental accélère l’amorçage positif du sol dans un écosystème de prairies tempérées », récemment publié dans Communications naturelles. Zhou a déclaré que cette étude est la première à utiliser des données expérimentales en laboratoire et sur le terrain pour calibrer les modèles d’écosystèmes liés au changement climatique.

Il s’agit également de la première étude à fournir des preuves de l’accélération de l’amorçage des sols par le réchauffement climatique dans un écosystème de prairies tempérées. Les résultats suggèrent que l’amorçage du sol pourrait jouer un rôle important dans les processus de rétroaction du cycle du carbone terrestre et dans le changement climatique.

L’amorçage du sol – la réponse de la décomposition microbienne du carbone organique natif du sol aux apports de carbone frais – est un mécanisme de rétroaction important qui pourrait potentiellement libérer davantage de carbone du sol dans l’atmosphère. Zhou affirme que la relation réelle entre le carbone terrestre et le climat constitue l’une des plus grandes incertitudes dans la prévision du réchauffement climatique dans les modèles du système terrestre. Le carbone organique du sol est d’une importance cruciale pour la santé des sols, la production alimentaire, la fonctionnalité des écosystèmes et la régulation du climat.

L’étude a révélé que le réchauffement expérimental augmentait l’amorçage du sol dans un écosystème de prairies tempérées en modifiant la structure fonctionnelle des communautés microbiennes du sol. La partie terrain du projet a été menée à la station de terrain atmosphérique et écologique de Kessler, un centre de recherche et d’éducation environnementale situé à l’Université d’Oklahoma. La proximité du site a permis d’effectuer des mesures fréquentes, une facette unique de l’étude.

Les résultats sur le terrain et les informations microbiennes actives dérivées du laboratoire ont été incorporés dans un modèle d’écosystème. L’étude a révélé que l’intégration de mécanismes et d’informations microbiennes dans le modèle améliorait la certitude du modèle et l’exactitude des prédictions.

Les résultats de cette étude ont des implications importantes pour la projection des conséquences écologiques du changement climatique. Étant donné que l’étude a révélé que le réchauffement accélère l’amorçage du sol et que cela n’a pas été entièrement pris en compte dans les recherches précédentes, les effets néfastes du réchauffement sur les écosystèmes terrestres pourraient être plus graves que prévu si l’on ne tenait pas compte de l’amorçage du sol. Cependant, comprendre les changements dans les activités microbiennes dus au réchauffement pourrait conduire à une réaction via l’ingénierie in situ des interactions du microbiome.

« Nos résultats mettent en évidence la relation complexe entre le réchauffement climatique, les communautés microbiennes et la dynamique du carbone dans le sol », a déclaré Zhou. « Comprendre ces mécanismes est crucial pour élaborer des stratégies efficaces d’atténuation du changement climatique. »

« La projection à long terme a révélé que l’amorçage du sol amélioré par le réchauffement peut conduire à une respiration hétérotrophe considérablement plus élevée, et donc à des émissions de CO2 considérablement plus élevées », a déclaré Xuanyu Tao, l’autre auteur principal de cette étude et associé de recherche postdoctoral à l’OU. « Si de tels effets positifs d’amorçage du sol à médiation microbienne se produisent généralement à différentes échelles spatiales et temporelles, les rétroactions positives potentielles de l’amorçage du sol sur le réchauffement climatique pourraient être plus importantes que prévu. »