Première estimation des émissions de dioxyde de carbone et protoxyde d’azote associées aux zones humides amazoniennes

Résultat scientifique Surfaces continentales

Les zones humides (ZH), zones de transition entre écosystèmes terrestres et aquatiques, fournissent de nombreux bénéfices naturels tels que la purification des eaux, le contrôle et l’écrêtage des crues, la stabilisation des berges, la séquestration du carbone, la transformation de l’azote, etc. Néanmoins, les ZH amazoniennes sont soumises à une inondation saisonnière pouvant atteindre plus de 300 000 km² de surface inondée, un phénomène naturel responsable d’une forte activation de la dénitrification1, processus de respiration des sols en conditions anaérobies produisant du dioxyde de carbone (CO2) et du protoxyde d’azote (N2O), deux importants gaz à effet de serre responsables du changement climatique.

Afin d'étudier ce processus de dénitrification dans les ZH de l’Amazone, une équipe internationale2 a mis au point une nouvelle méthodologie reposant sur l’intégration de cartes de surfaces inondées SWAF (SMOS WAter Fraction) issues de la mission satellite SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) dans une modélisation parcimonieuse adaptée d’études précédentes. Transposable à de nombreux grands bassins versants de la zone tropicale, cette méthodologie permet de répondre aux enjeux d’estimations des bilans de carbone et d’azote à grandes échelles.

Cette méthode a permis de révéler le fonctionnement détaillé de ces ZH, de mettre en évidence les zones et périodes propices à l’émission de CO2 et N2O vers l’atmosphère, d’estimer la moyenne interannuelle de ces émissions sur la période 2011-2015 sur l’ensemble du bassin et d’identifier les facteurs biogéochimiques clefs qui contrôlent la dénitrification dans ces zones. Elle a également permis de mettre en évidence les effets d’évènements climatiques majeurs en observant par exemple une réduction de 30 % des émissions lors des évènements El Niño. Enfin, les résultats suggèrent qu’une anthropisation de ces milieux humides en zones agricoles augmenterait significativement les émissions de gaz à effet de serre vers l’atmosphère.

Illustration scientifique
Représentation spatiale de la dénitrification totale en 2014 (kgN/ha) sur l'ensemble du bassin Amazonien (gauche). Série temporelle de la dénitrification mensuelle en kgN-NO3- et émissions de CO2 en kgC-CO2 et N2O en kgN-N20 sur l'ensemble du bassin Amazone entre 2011 et 2015 (droite).

 

  • 1. La dénitrification est un processus bactérien qui transforme les nitrates présents dans le sol en diazote (N2) atmosphérique. Cette réaction a lieu principalement en condition anaérobie lorsque les sols sont saturés en eau. Lors de la dénitrification, la transformation des nitrates en N2 n’est jamais totale et des sous-produits tels que le dioxyde de carbone (CO2) et le protoxyde d’azote (N2O) sont générés sous forme gazeuse.
  • 2. Cette étude est le fruit de la collaboration entre le laboratoire Écologie fonctionnelle et environnement (CNRS / UPS / Toulouse INP), le Centre d’études spatiales de le biosphère (CESBIO/OMP, CNRS / CNES / IRD / UPS), le laboratoire Dynafor (UPS / INRAE / Toulouse INP / INP-Purpan), le laboratoire Géoscience environnement Toulouse (GET/POM¨, CNRS / UPS / IRD / CNES), le Service national d’observation HYBAM, le laboratoire Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (BOREA, CNRS / Sorbonne Université / MNHN / Université Caen Normandie / IRD) et le Programa de Geoquímica, Universidade Federal Fluminense (Outeiro São João Batista, Brazil).

En savoir plus

Guilhen, J., Al Bitar, A., Sauvage, S., Parrens, M., Martinez, J.-M., Abril, G., Moreira-Turcq, P., and Sánchez-Pérez, J.-M.: Denitrification and associated nitrous oxide and carbon dioxide emissions from the Amazonian wetlands, Biogeosciences, https://doi.org/10.5194/bg-17-4297-2020

Contact

Sabine Sauvage
Écologie Fonctionnelle et Environnement
Ahmad Al Bitar
CESBIO/OMP