Impact du changement climatique et des systèmes agricoles sur les émissions de CO2 du sol : des études à micro-échelle aux prévisions à grande échelle – MICROLARGE

Le projet évaluera l’impact de sécheresse plus fréquentes et plus intenses sur les émissions de CO2 des sols sous climat tempéré et la manière dont ces relations sont modulées par les systèmes agricoles. . Le projet proposera une méthodologie de changement d’échelle afin d’améliorer la prédiction des modèles de décomposition de la matière organique des sols à l’échelle continentale à partir de l’identification des mécanismes clés se produisant à l’échelle microscopique des habitats microbiens du sol. Nous soumettrons de petites carottes de sol échantillonnées sous différents sols et gestions agricoles à des cycles d’humectation/dessication dans lesquels la durée de sécheresse ainsi que la fréquence et le nombre de cycles seront variés jusqu’à mimer un climat semi-aride. Le projet testera les principales hypothèses expliquant les flushes de CO2 lors de la ré-humectation, et qui sont la libération des produits microbiens créés pendant les cycles (enzymes extra-cellulaires, osmolytes, cellules microbiennes mortes) et la modification de l’architecture du sol responsable de la libération de la matière organique du sol auparavant physiquement protégée des microorganismes. Pour ce faire, le projet : i) combinera un ensemble sans précédent d'outils d'imagerie de données multi-échelles et multi-temporelles décrivant la dynamique des micro-habitats du sol (de l'échelle du µm à celle du cm) et ii) produira d'ambitieux et nouveaux modèles 3D à micro-échelle de décomposition de la matière organique des sols qui simuleront pour la première fois la dynamique de l'architecture du sol, de l'eau, de la diversité et de l'activité microbienne. Les connaissances mécanistes acquises à partir des études à micro-échelle seront transférées au modèle ORCHIDEE de surface terrestre en incluant de nouvelles fonctions statistiques émergentes émulant les modèles à micro-échelle. La nouvelle version d'ORCHIDEE sera évaluée par rapport à la base de données continentale sur la respiration du sol.