Zones humides, méthane et climat


 AHLeGall    20/01/2021 : 10:49

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Chaque année le 2 février, on célébre la Journée mondiale des zones humides pour commémorer la signature de la Convention sur les zones humides, le 2 février 1971, dans la ville iranienne de Ramsar, au bord de la mer Caspienne.

Journée mondiale des zones humides, 2 février 2021 - En collaboration avec l'INSU du CNRS (quiz twitter)


QUESTION

A l’échelle mondiale, les zones humides représentent la première source naturelle d’émission de méthane, gaz à effet de serre environ 28 fois plus puissant que le CO2 sur 100 ans, mais quelle est l’origine de ce gaz ?

  • les végétaux à la surface des zones humides ?
  • l’activité microbienne dans leurs sols ?
  • la remontée de fluides de la croûte terrestre ?

 

REPONSE

Le méthane provient de l’activité microbienne dans les sols des zones humides (ZH). A la mort des végétaux, leurs débris incorporent le sol des ZH et sont progressivement dégradés par différents types de microbes spécialisés, jusqu’à la formation de méthane, appelé aussi méthanogenèse.

 

L’éclairage de Sarah Coffinet, lauréate d’une bourse européenne Marie Sklodowska-Curie, chercheuse au labo ECOBIO de l’OSUR (lire aussi : L’objectif du projet MICADO est de caractériser les processus à l’origine des émissions de méthane des zones humides continentales).

Le méthane provient de l’activité microbienne dans les sols des zones humides. A la mort des végétaux, leurs débris incorporent le sol des zones humides et sont progressivement dégradés par différents types de microbes spécialisés. La dernière étape de cette dégradation est la formation de méthane, ou méthanogenèse. C’est un type de microbes particulier qui en est responsable, les méthanogènes.

 

Mais pourquoi seules les zones humides, et non tous les types de sols, produisent du méthane ?

Cela est dû à la saturation de leurs sols en eau. Cette eau est stagnante et contient peu d’oxygène. En conséquence, seuls des microbes pouvant survivre avec peu ou pas d’oxygène sont présent dans les zones humides, parmi lesquels les méthanogènes. De nombreux facteurs environnementaux influencent l’activité des méthanogènes, essentiellement liés au fonctionnement hydrologique et écologique des zones humides.


Pourquoi est-ce important ?

Les émissions de méthane ont plus que doublé depuis la période préindustrielle. Bien qu’il ait une durée de vie dans l’atmosphère plus courte que le dioxyde de carbone, le méthane produit un effet de serre plus puissant. Cela signifie qu’il a un fort impact sur le changement climatique. Il est donc important de pouvoir déterminer comment les émissions de méthane vont évoluer dans le futur. Or le changement climatique, mais aussi les activités humaines, perturbent le fonctionnement hydrologique et écologique des zones humides et ces perturbations ont un impact sur l’activité des méthanogènes. Il est donc important de comprendre comment ces perturbations influencent la formation de méthane afin d’estimer si les émissions de méthane des zones humides augmenteront ou diminueront dans le futur.


Quelques éléments de contexte sur le rôle des tourbières dans la régulation du climat :

La production primaire de matière organique (MO) est supérieure à l'activité des micro-organismes qui recyclent la matière organique : il y a donc accumulation de matière organique, et donc de carbone. En piégeant dans la tourbe une partie du carbone issu de la fixation de CO2 par les plantes, elles fonctionnent comme un système de 'puits' en émettant (par respiration) des émissions de CO2 inférieures à ce qui a été fixé par photosynthèse. Le bilan carbone des ZH est donc positif, c’est pour cette raison qu’il est primordial de les protéger (outre leur intérêt pour la biodiversité).

MAIS, les ZH émettent en revanche du méthane (fonctionnement 'source' pour ce carbone gazeux). Malgré ces émissions de méthane dans l'atmosphère, le bilan d'échange du carbone tourbière/atmosphère reste globalement favorable au fonctionnement de 'puits de CO2'.

Toutefois, ce bilan peut être remis en cause avec le réchauffement climatique. En effet, l'augmentation de la température modifie le régime hydrique (avec une baisse du niveau de la nappe) et perturbe les réseaux trophiques microbiens ainsi que la structure de la végétation en favorisant certaines espèces. Ceci est particulièrement important dans les tourbières à Sphaignes par exemple.

Le CNRS s'implique dans la recherche sur le rôle des tourbières, via notamment un service national d'observation dans lequel l'OSUR est partie prenante : le SNO Tourbières.

 

 

Références :

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Cycle Coffinet 2
Représentation schématique d'une zone humide. Le projet MICADO se concentre sur les circuits de transformation de la matière organique induits par les microbes qui conduisent à la production de CH4 dans les horizons anoxiques des zones humides. Le tapis microbien est représenté en orange dans ce schéma global.





Contact OSUR
Sarah Coffinet (ECOBIO, Université de Rennes 1) / @
André-Jean Francez (ECOBIO, Université de Rennes 1 / SNO Tourbières) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @