Premières estimations de la production de racines fines dans les tourbières tropicales et les forêts de terre ferme du bassin central du Congo

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12315 (2023) Citer cet article

333 Accès

7 Altmétrique

Détails des métriques

Les tourbières tropicales sont des écosystèmes riches en carbone car elles accumulent des matières végétales partiellement décomposées. Une fraction substantielle de cette matière organique peut provenir de la production de racines fines (FRP). Cependant, il existe peu d'estimations FRP pour les tourbières tropicales, et aucune pour le plus grand complexe de tourbières du monde situé dans le bassin central du Congo. Nous rapportons ici le FRP en utilisant des photographies répétées de racines provenant de tubes transparents in situ (minirhizotrons), mesurées à 1 m de profondeur sur trois périodes d'un mois (couvrant des saisons sèches à humides), dans une forêt marécageuse de tourbières dominée par des palmiers, une forêt de feuillus- une forêt de marais tourbeux dominée et une forêt de terre ferme. Nous trouvons un FRP de 2,6 ± 0,3 Mg C ha−1 an−1, 1,9 ± 0,5 Mg C ha−1 an−1 et 1,7 ± 0,1 Mg C ha−1 an−1 dans les trois types d'écosystèmes respectivement (moyenne ± standard erreur ; aucune différence significative entre les types d’écosystèmes). Ces estimations se situent dans la fourchette FRP publiée dans le monde entier. De plus, notre estimation des tourbières feuillues est similaire à la seule autre étude FRP dans les tourbières tropicales, également dominées par les feuillus, de Micronésie. Nous avons également constaté que le FRP diminuait avec la profondeur et était plus élevé pendant la saison sèche. Dans l’ensemble, nous montrons que les minirhizotrons peuvent être utilisés comme méthode à faible perturbation pour estimer le FRP dans les forêts tropicales et les tourbières.

La matière organique du sol est le plus grand réservoir terrestre de carbone organique sur Terre1, 2. La majeure partie de la matière organique du sol provient de la production végétale aérienne et souterraine via les chutes de litière et les racines3. Parmi ces deux apports en matière organique du sol, les racines sont converties plus efficacement en composés organiques stables en raison de leur composition biochimique et de leur contact direct avec les microbes du sol et les surfaces minérales2,3,4. En outre, on estime que les racines fines, généralement définies comme ayant un diamètre inférieur à 2 mm5, représentent jusqu'à 30 % de la production primaire nette annuelle6, ce qui en fait une source importante de carbone organique du sol7. Il est donc important d’obtenir une mesure précise de la production de racines fines (FRP).

À l’échelle mondiale, deux tendances majeures soulignent l’importance de l’estimation du FRP dans les tourbières tropicales. Premièrement, le FRP est à son plus haut niveau sous les tropiques, sans surprise, compte tenu des taux globaux élevés de productivité des écosystèmes8,9,10,11. Deuxièmement, les tourbières accumulent des matières organiques partiellement décomposées provenant de la végétation morte, ce qui donne naissance à certains des écosystèmes les plus denses en carbone sur Terre12, 13. Par conséquent, la compréhension du PRF dans ces systèmes est une priorité. Pourtant, les estimations du FRP sont rares dans les tourbières tropicales du monde et, à notre connaissance, une seule estimation du FRP dans cet écosystème, en Micronésie, a été publiée14. Pour le plus grand complexe de tourbières tropicales au monde, dans le bassin central du Congo13, nous ne disposons d'aucune estimation FRP. La rareté des estimations FRP dans les tourbières tropicales provient en partie des difficultés méthodologiques liées au travail dans ces environnements, en particulier à l'étude des processus souterrains dans des conditions gorgées d'eau.

Il est important de noter que les méthodes standard d’évaluation du FRP dans les forêts tropicales en terre ferme (non inondées et non fluviales) ne conviennent pas aux sols tourbeux tropicaux. L’application de carottes de croissance (cages remplies de terre sans racines qui capturent la croissance de nouvelles racines) et de rhizotrons (fosses de sol coupées verticalement et équipées d’une fenêtre pour mesurer la croissance des racines fines)15 est entravée dans les tourbières tropicales en raison de la densité du tapis racinaire (éliminant toutes les racines). les racines de la tourbe pour les carottes de croissance sont difficiles) et les conditions gorgées d'eau (les fenêtres du rhizotron ne sont pas visibles car elles sont sous l'eau). Pour surmonter ces problèmes d'estimation du FRP dans notre zone d'étude dans les tourbières du bassin central du Congo, nous avons utilisé une technique de minirhizotron récemment développée pour les sols de mangroves : le système EnRoot16. Le système minirhizotron EnRoot comprend des tubes en acrylique transparent installés dans le sol, dans lesquels un module d'imagerie peut être inséré pour prendre des photographies répétées au fil du temps afin de déterminer les taux de changement de longueur des racines17. Cela permet une estimation précise du FRP à partir des tourbières tropicales.