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Plus de carbone dans les sols que dans les arbres en forêt boréale

Contrairement aux forêts tropicales, où la majorité du carbone se trouve dans la masse végétale, c’est plutôt dans le sol des forêts boréales qu’est stocké la plus grande partie du carbone, de 50 à 75 % selon les études scientifiques, précise Véronique Rouleau, candidate au doctorat en sciences forestières à l’Université Laval. Au Québec, la forêt boréale recouvre 36,4 % du territoire et représente 1,5 % des forêts mondiales. De plus, les forêts boréales représentent un puits 174,5 Gt de carbone, soit 20 % du carbone forestier mondial.

Étant donné que le bois est un matériau qui capte le carbone, son utilisation a une empreinte beaucoup plus faible que plusieurs autres matériaux de construction. Lorsqu’utilisé comme combustible pour remplacer des carburants fossiles, le bois permet aussi de réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Pour connaître le réel bilan carbone de l’utilisation du bois, on doit aussi en connaître davantage sur l’impact de la récolte forestière sur les stocks de carbone dans les sols forestiers, souligne la chercheuse.

« C’est beaucoup plus facile de perdre du carbone que d’en ajouter, alors on veut savoir quelles sont les meilleures techniques d’aménagement forestier qui permettent de maintenir les stocks de carbone, ou du moins limiter les pertes », dit-elle.

Dans le cadre de son projet de doctorat, cette dernière souhaite donc documenter les impacts de la récolte forestière sur les stocks de carbone dans le sol, en regardant les effets sur les différentes strates du sol. Ce projet de recherche est assez unique, car il apporte une perspective transdisciplinaire entre la foresterie, les sciences du sol et la microbiologie.

Jusqu’à maintenant, les études faites sur le sujet ont démontré des résultats contradictoires sur les impacts de la foresterie sur le carbone dans le sol. « Certaines études démontrent des augmentations et d’autres des diminutions, mais la plupart d’entre elles se sont intéressées seulement à l’horizon supérieur du sol, soit environ 10 centimètres », souligne Véronique Rouleau, qui documentera également l’impact dans les couches de sol plus profondes.

Pour y arriver, elle a étudié les sols après sept traitements de récolte de différente intensité dans une sapinière boréale de la forêt Montmorency.

Les résultats de l’étude devraient être publiés cette année, mais la recherche démontre déjà que l’histoire des sols est très locale. « La variabilité naturelle entre les sites explique plus la quantité de carbone du sol que le traitement de récolte en soit », souligne Véronique Rouleau. Autrement dit, la récolte semble avoir un impact plutôt marginal en forêt boréale. « Les impacts de la récolte sur les stocks de carbone du sol dépendent du degré et de l’intensité de la perturbation du sol engendré par la méthode de récolte utilisée, de l’humidité du sol au moment de la récolte, du type de sol et des espèces d’arbres », précise la chercheuse.

Ainsi, les minéraux et les microorganismes présents dans les sols semblent être un meilleur indicateur du stock de carbone dans les sols forestiers que l’intensité de récolte. Par exemple, la quantité d’oxyde de fer et d’aluminium est un indicateur de carbone stocké à long terme.

Jusqu’à maintenant, seule la forêt Montmorency a été étudiée et Véronique Rouleau souhaite analyser d’autres types de forêts québécoises pour voir si les résultats seront les mêmes. Des parcelles de recherche seront donc implantées, notamment en Gaspésie, à La Tuque, dans la forêt Hereford et sur des terres en friches, afin de faire une méta-analyse.

UNE DETTE CARBONE À REMBOURSER

N’empêche que l’aménagement forestier pourrait avoir un impact négatif plus grand sur les sites plus sensibles, où l’on retrouve une moins grande productivité. La recherche a déjà démontré qu’il fallait laisser davantage de débris ligneux au sol sur un site pauvre. La coupe partielle semble aussi un outil d’aménagement qui permet de réduire les pertes de carbone.

De plus, des études ont démontré que la récolte en forêt boréale a un impact plus faible sur les stocks de carbone du sol. Dans certains cas, la récolte crée une dette de carbone au moment de la récolte, mais cette dette est remboursée lorsque la forêt repousse. Il faut faire des études à long terme pour établir cette chronoséquence, en calculant le stock de carbone dans le sol avant et après récolte pendant plusieurs années. Selon le type de forêt et les données disponibles à l’heure actuelle, il faut compter entre 10 et 50 ans pour rembourser cette dette en forêt boréale, remarque Véronique Rouleau.

« Quand la forêt se met à croître, elle redevient un puits de carbone aérien et sous-terrain », dit-elle.

Ce type d’étude servira à réduire les incertitudes et à donner l’heure juste sur le bilan carbone des matériaux et des combustibles forestiers. Mais il y a encore beaucoup à faire, car davantage de recherches seront nécessaires pour mieux comprendre la dynamique des débris forestiers laissés au sol lors de la récolte, remarque Véronique Rouleau.

En attendant d’avoir toutes les réponses, la science permet de prendre les meilleures décisions en fonction des connaissances actuelles, ajoute l’étudiante au doctorat.

« Le bois est une ressource renouvelable qui nous permet de combler nos besoins en énergie et en matériaux, qui permet de réduire notre empreinte carbone, en remplaçant les énergies fossiles, notamment. L’industrie forestière n’est pas parfaite et on veut documenter les incertitudes pour la rendre encore plus verte, tout en prenant la biodiversité en considération », souligne Véronique Rouleau.

Avec son projet de recherche, elle souhaite « formuler des recommandations concrètes pour l’aménagement forestier au Québec, dans la perspective de fournir une base durable à l’économie forestière tout en luttant efficacement contre les changements climatiques ».

LES MICROORGANISMES FIXENT LE CARBONE DANS LE SOL À LONG TERME

La majorité des sources de carbone dans le sol des forêts boréales provient des liquides excrétés par les racines et des microorganismes qui y sont associés. Et ce sont ces mêmes microorganismes qui sont en mesure de fixer le carbone à long terme dans le sol, en formant « des complexes organo-minéraux qui créent des liens chimiques très forts reliant les matières organiques du sol, dont la moitié de la masse est constituée de carbone », explique Véronique Rouleau. En s’associant à des minéraux, le carbone est alors protégé contre la décomposition, permettant d’être stocké à long terme.

Dans le cadre de son projet de recherche, cette dernière souhaite identifier l’identité et les fonctions des microorganismes du sol qui sont associés à un plus grand stockage de carbone, tout en caractérisant les facteurs biotiques et abiotiques qui influencent ce processus.