Comparative assessment of sediment carbon storage and greenhouse gas dynamics in degraded mangroves and saltmarsh ecosystems of the Sundarban, India

Les littoraux du monde sont bordés de zones humides qui agissent comme de puissants moteurs naturels de stabilité climatique. Parmi celles-ci, les forêts de mangroves et les marais salants sont particulièrement vitaux car ils piègent le carbone de l'atmosphère et le verrouillent dans le sol sous eux. Ce processus, souvent appelé carbone bleu, aide à ralentir le réchauffement de la planète. Cependant, ces écosystèmes ne sont pas seulement des unités de stockage ; ce sont aussi des usines chimiques actives qui rejettent des gaz dans l'air. Certains de ces gaz, comme le dioxyde de carbone, font partie de la respiration naturelle du sol, tandis que d'autres, comme le méthane et le protoxyde d'azote, sont des gaz à effet de serre puissants qui peuvent piéger la chaleur encore plus efficacement que le dioxyde de carbone. Comprendre comment ces différentes zones humides stockent le carbone et rejettent des gaz est crucial, surtout lorsque les plantes sont endommagées ou dégradées par l'activité humaine. Si nous voulons protéger ces paysages, nous devons savoir exactement comment ils fonctionnent sous l'effet du stress, car une zone humide qui stocke beaucoup de carbone peut tout de même rejeter des gaz nocifs de manières que nous n'attendons pas totalement.

Dans le Sundarbans, une vaste région deltaïque sur la côte est de l'Inde, des chercheurs se sont donné pour mission de comparer deux types de ces zones humides : les forêts de mangroves dégradées et les marais salants. Ils se sont concentrés sur une zone spécifique connue sous le nom de Sagar Island, où l'activité humaine a modifié le paysage naturel à des degrés divers. L'équipe a sélectionné trois sites distincts pour l'étude. L'un des sites était situé loin des établissements humains et subissait une pression humaine relativement faible. Les deux autres sites étaient beaucoup plus proches de villages et de villes, faisant face à des niveaux élevés d'interaction humaine, incluant l'agriculture, la pêche et l'expansion des colonies. À chacun de ces emplacements, les scientifiques ont examiné à la fois les zones de mangrove, où poussent des arbres tels que Avicennia et Bruguiera, et les marais salants adjacents, dominés par des herbes et une végétation basse. Leur objectif était de regarder profondément dans le sol, et non pas seulement à la surface, pour voir la quantité de carbone stockée et la manière dont le sol libérait des gaz dans l'atmosphère.

Pour obtenir une image complète, les chercheurs ont creusé dans le sol jusqu'à une profondeur d'un mètre. Ils ont collecté des échantillons par couches, en partant de la surface vers le point le plus profond, afin de mesurer la quantité de carbone organique piégé dans le sédiment. Ils ont également mesuré la densité du sol ainsi que les niveaux de sel et d'azote qu'il contient. Simultanément, ils ont placé des chambres étanches sur le sol pour capturer les gaz émis par celui-ci. Cela leur a permis de mesurer le flux de dioxyde de carbone, de méthane et de protoxyde d'azote quittant l'écosystème. En comparant les données des mangroves et des marais salants à travers les trois sites différents, ils ont pu voir comment le type de végétation et le niveau de perturbation humaine modifiaient le comportement de ces écosystèmes.

Les résultats ont révélé une différence frappante dans la manière dont ces deux écosystèmes stockent le carbone. Dans les forêts de mangroves, la quantité de carbone dans le sol augmentait à mesure que les chercheurs creusaient profondément. Les couches les plus profondes, de soixante à cent centimètres, contenaient le plus de carbone. Cela suggère que les mangroves sont excellentes pour enfouir le carbone profondément sous terre, où il est protégé et préservé pendant longtemps. En revanche, les marais salants présentaient le schéma inverse. Le carbone était concentré près de la surface et diminuait à mesure que l'on creusait profondément. Cela indique que les marais salants stockent la majeure partie de leur carbone dans les couches supérieures du sol, où il est plus exposé aux éléments et plus susceptible de se décomposer rapidement. Grâce à ce stockage profond, les mangroves détenaient nettement plus de carbone total dans le premier mètre de sol, allant de près de cent à plus de cent sept tonnes métriques par hectare. Les marais salants en détenaient moins, avec des totaux compris entre soixante-sept et soixante-dix-neuf tonnes métriques par hectare.

Cette différence de stockage a également influencé la manière dont les écosystèmes libéraient des gaz. Les marais salants, avec leur carbone concentré près de la surface, ont rejeté beaucoup plus de dioxyde de carbone que les mangroves. Les mesures ont montré que les marais salants émettaient entre 156,7 et 194,4 milligrammes de dioxyde de carbone par mètre carré par heure, tandis que les mangroves émettaient entre 104,0 et 134,3 milligrammes. Cela suggère que le carbone des marais salants est traité et retourné à l'atmosphère plus rapidement. Cependant, les mangroves racontaient une autre histoire concernant le méthane. Malgré une réserve de carbone globale plus importante, les mangroves ont libéré plus de méthane, un puissant gaz à effet de serre, que les marais salants. Les mangroves émettaient entre 0,348 et 0,422 milligrammes de méthane par mètre carré par heure, alors que les marais salants en libéraient moins, avec une plage de 0,284 à 0,317 milligrammes.

L'étude a également porté sur le protoxyde d'azote, un autre gaz à effet de serre puissant. Ici, les marais salants ont de nouveau montré une activité plus élevée, libérant plus de ce gaz que les mangroves. Les marais salants émettaient entre 89,8 et 95,3 microgrammes de protoxyde d'azote par mètre carré par heure, contre 75,4 à 84,5 microgrammes pour les mangroves. Les chercheurs ont constaté que les marais salants possédaient généralement des niveaux de sel et d'azote plus élevés dans le sol, ce qui semblait favoriser ces émissions plus élevées de dioxyde de carbone et de protoxyde d'azote. Les mangroves, avec leur stockage de carbone plus profond et un environnement chimique différent, semblaient plutôt favoriser la production de méthane.

Ces conclusions soulignent que tous les zones humides côtières ne fonctionnent pas de la même manière, même lorsqu'elles sont situées à proximité les unes des autres. Les mangroves agissent comme des réservoirs profonds, conservant le carbone de manière sécurisée dans les couches inférieures du sol, mais elles produisent également plus de méthane. Les marais salants, bien que détenant moins de carbone total, sont plus actifs en surface, libérant plus de dioxyde de carbone et de protoxyde d'azote. Cela signifie que la gestion de ces écosystèmes pour les bénéfices climatiques nécessite une approche nuancée. Protéger les mangroves permet de préserver une immense banque de carbone souterraine, mais cela implique aussi de gérer le méthane qu'elles rejettent. Gérer les marais salants nécessite une attention particulière au renouvellement rapide du carbone en surface et à la libération de gaz à base d'azote. L'étude conclut que pour véritablement comprendre la valeur climatique de ces paysages dégradés, nous ne pouvons pas nous contenter de regarder le stockage du carbone. Nous devons considérer l'image complète de la manière dont ces écosystèmes stockent le carbone et échangent des gaz avec l'atmosphère, en reconnaissant que différentes zones humides jouent des rôles différents dans le système climatique mondial.