La matière organique et le carbone dans les sols

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Les sols agissent sur les flux de gaz à effet de serre en régulant notamment le cycle du carbone par l’intermédiaire de leurs micro-organismes. Les sols constituent également la base de la production agricole et forestière en fournissant les minéraux, la matière organique et l’eau indispensables à la croissance des plantes. Les sols de France métropolitaine renferment ainsi environ 3,75 gigatonnes de carbone organique.

Les stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols métropolitains

La quantité de carbone organique stockée dans la couche superficielle du sol est estimée à 700 gigatonnes (Gt) au niveau mondial. En France métropolitaine elle est évaluée à 3,75 Gt (plus ou moins 1,27 Gt), soit un stock moyen de 74 t/ha.

Les stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols métropolitains
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Les stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols métropolitains

Note : 1 kg/m² équivaut à 10 t/ha.

Source : Gis Sol, 2013 – d’après Meersmans et al., 2012

Traitement : SOeS, 2013

Ce stock dépend essentiellement du type de sol et de son occupation : stocks les plus faibles dans les vignobles (34 t/ha) et notamment en Languedoc-Roussillon et cultures très intensives, moyens dans les grandes plaines cultivées (environ 60 t/ha), élevés (entre 80 et 90 t/ha) sous prairies, forêts et pelouses ou pâturages naturels. Cependant les sols de montagne (Alpes, Ardennes, Jura, Massif central, Pyrénées, Vosges) renferment les stocks de carbone les plus importants (plus de 130 t/ha), en raison des conditions climatiques défavorables à l’activité des microorganismes. En effet, le carbone organique du sol résulte principalement de la transformation des débris végétaux en matières organiques et en éléments nutritifs (azote, phosphore, potassium). Composées de 58 % de carbone organique en moyenne, les matières organiques se lient à la matière minérale du sol dans leurs formes les plus évoluées. Cette propriété leurs permet alors de remplir un rôle tampon vis-à-vis de l’eau, de l’air, du sous-sol, de la flore et de la faune : piégeage des contaminants, régulation des gaz à effet de serre et amélioration de la fertilité, de la stabilité, de la réserve en eau et de la biodiversité du sol.

Les stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols métropolitains, par type d’occupation du sol
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Les stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols métropolitains, par type d’occupation du sol

Source : Gis Sol, 2013 – d’après Meersmans et al., 2012

Traitement : SOeS, 2013

La spatialisation des stocks de carbone des sols de France métropolitaine (hors Corse) a fait l’objet de travaux récents (INRA, GIS Sol) confirmant les résultats précédents. Intégrés à la carte mondiale des stocks de carbone, cette cartographie s’inscrit dans le cadre d’un exercice mondial piloté par le Partenariat mondial sur les sols hébergé par l’Organisation des Nations-Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) et selon des spécifications établies par la FAO.

Stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)

Stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)
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Stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)

Note : carte des stocks de carbone des sols dans les 30 premiers cm du sol, estimés sur une grille de 1km de résolution. Elle résulte des travaux de Mulder et al., 2016 (programme Global Soil Map) et de cartographie numérique par modélisation à partir des données ponctuelles des deux programmes français du Gis Sol (IGCS et RMQS). Les estimations présentent de forts niveaux d’incertitude, notamment en région montagneuse.

Source : Gis Sol, IGCS-RMQS, Inra, 2017

Traitements : SDES, 2019

Estimation basse des stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)

Estimation basse des stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)
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Estimation basse des stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)

Source : Gis Sol, IGCS-RMQS, Inra, 2017

Traitements : SDES, 2019

Estimation haute des stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)

Estimation haute des stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)
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Estimation haute des stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols (entre 0 et 30 cm de profondeur)

Source : Gis Sol, IGCS-RMQS, Inra, 2017

Traitements : SDES, 2019

La stocks de carbone organique des sols en Martinique

Les stocks de carbone organique s’avèrent élevés dans les sols d’outre-mer, malgré une minéralisation du carbone plus rapide en milieu tropical, induite par le climat particulièrement favorable à une abondante productivité végétale. En Martinique, ces stocks sont évalués à 6,3 Mt dans les 30 premiers cm du sol, soit 62 t C/ha. Les sols issus de matériaux volcaniques au nord de l’île expliquent les stocks élevés, tandis qu’ils sont moyens sous bananeraies et faibles sous cultures de canne à sucre ou cultures maraîchères très intensives.

Les stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols de Martinique
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Les stocks de carbone organique dans la partie superficielle des sols de Martinique

Source : IRD, 2007

Traitement : SOeS, 2013

Stocks de carbone (en kgC/m²) pour les différents types de sols de Martinique
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Stocks de carbone (en kgC/m²) pour les différents types de sols de Martinique

Source : D'après Blanchart E. et Bernoux M. 2011

La variation de la teneur en carbone organique dans les sols

En métropole, la teneur en carbone organique des sols a tendance à augmenter sur la période 1990-2014. La proportion de cantons concernés passe en effet de 11 % à 16 %. Elle reste quasi stable pour plus des trois quarts, malgré une part moins importante (55 %) entre les périodes 1995-1999 et 2000-2004. Enfin, la part des cantons pour lesquels la teneur en carbone organique des sols diminue, baisse de moitié pour atteindre 6 % entre les périodes 2005-2009 et 2010-2014.

Variation de la teneur en carbone organique dans les sols sur la période 1990-2014
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Variation de la teneur en carbone organique dans les sols sur la période 1990-2014

Source : Gis Sol, BDAT, 2018

Traitement : SDES, 2019

Entre les périodes 2000-2004 et 2005-2009, la teneur en carbone organique des sols diminue dans 4 % des cantons de France métropolitaine, notamment en Basse-Normandie, dans le Morbihan, en Pays de la Loire et en Rhône-Alpes. A contrario, la teneur en carbone organique des sols progresse dans 8,5 % des cantons.

Variation de la teneur en carbone organique dans les sols entre les périodes 2000-2004 et 2010-2014, par canton

Variation de la teneur en carbone organique dans les sols entre les périodes 2000-2004 et 2010-2014, par canton
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Variation de la teneur en carbone organique dans les sols entre les périodes 2000-2004 et 2010-2014, par canton

Source : Gis Sol, BDAT, 2018

Traitements : SDES, 2019

Variation de la teneur en carbone organique dans les sols entre les périodes 2000-2004 et 2005-2009, par canton

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Variation de la teneur en carbone organique dans les sols entre les périodes 2000-2004 et 2005-2009, par canton

Source : Gis Sol, BDAT, 2015

Traitements : SOeS, 2015

Les tendances observées précédemment se confirment. La teneur en carbone organique des sols diminue dans 3,5 % des cantons de France métropolitaine entre 2000-2004 et 2010-2014, essentiellement en Bretagne, tandis qu’elle progresse dans 10,5 % des cantons.
Les raisons sont sans doute multiples : évolution globale des écosystèmes, modification des pratiques agricoles favorables au stockage de carbone dans les sols (apports de déchets organiques urbains, techniques culturales simplifiées, etc.).

En effet, certains changements d’usage ou de pratiques agricoles favorisent le stockage de carbone dans les sols, comme la conversion des cultures en prairies ou en forêts. Au contraire, la mise en culture des prairies ou des forêts entraîne une diminution du stock de carbone. Le sol joue le rôle de puits ou d’émetteur de carbone, principalement sous forme de dioxyde de carbone (CO2). Le protocole de Kyoto, qui vise à réduire les émissions de CO2, inclut la possibilité de comptabiliser le carbone stocké dans les sols comme une émission négative.