Effet du réchauffement climatique sur le cycle du carbone dans les tourbières : approche expérimentale

Peatlands are wetlands that have stored about 30 % of global soil carbon (C) in only 3% of the earth land surface,thanks to favorable conditions (low temperature, waterlogging and acidity). However, climate change could significantly modify the C cycle processes in peatlands and thus swift their functioning from C sink to C source. The aim of this work is to study the effect of simulated warming (by open top chambers; OTCs) on the C cycle processes of a temperate Sphagnum peatland which has been invaded by vascular plants and to assess the key factors controlling these processes. The work mainly focused on the gaseous C fluxes at the ecosystem-atmosphere interface and the dynamics of belowground dissolved organic carbon (DOC) in peat mesocosms of 40cm thick. The results show that OTCs significantly enhanced the photosynthesis and ecosystem respiration during early and lategrowing season. The increase of CH 4 emission by OTCs was only observed when water table depth sharply declinesin the mesocosms. However, the temperature sensitivity (Q 10) of CO 2 and CH 4 fluxes declined in response towarming. The modelled annual photosynthesis was significantly enhanced by warming, while the gaseous C budget and global warming potential were not significantly affected. During the 2 years monitoring, although DOC concentration and quality were not affected by warming, we found that higher temperatures and aerobic conditions increased the soil respiration. Deep peat showed a lower CO 2 production rate, but higher Q10 than that of surfacepeat. The increasing Q 10 with depth in the uppermost peat section could be used to improve the estimation of CO 2 production in peat profiles.Les tourbières sont des zones humides qui ont stocké environ 30 % de carbone (C) des sols mondiaux dans seulement 3 % de la superficie terrestre et ce, grâce à des conditions favorables (faible température, engorgement et acidité). Cependant, le changement climatique pourrait modifier significativement les processus du cycle du C et la fonction puits de C des tourbières en les transformant en un système source émetteur de C. L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet du réchauffement climatique simulé (par open top chambers; OTCs) sur les processus du cycle du C d'une tourbière à sphaignes tempérée qui a été envahie par des plantes vasculaires et d’évaluer les facteurs clés qui contrôlent ces processus. Les travaux ont porté principalement sur des flux de C gazeux à l'interface écosystème-atmosphère et de la dynamique du carbone organique dissous (COD) dans des mésocosmes de tourbe de 40 cm d’épaisseur. Les résultats montrent une augmentation de la photosynthèse et de la respiration de l'écosystème sous l’effet des OTCs en début et en fin de saison de végétation. L'augmentation des émissions de CH 4 par les OTCs n'a été observée que lorsque le niveau d’eau dans les mésocosmes a fortement diminué. En revanche, la sensibilité à la température (Q 10 ) des flux de CO 2 et de CH 4 ont tous diminué en réponse au réchauffement. La photosynthèse annuelle modélisée a été sensiblement augmentée par le réchauffement, mais le bilan de C gazeux et le potentiel de réchauffement climatique n'ont pas été affectés de manière significative. Au cours des deux années de suivi, bien que la concentration et la qualité du COD n'ont pas été affectées par le réchauffement, nous avons constaté que des températures élevées et des conditions aérobies augmentaient la respiration du sol. La tourbe profonde ayant un fort taux de décomposition a montré un taux de production de CO 2plus faible mais a révélé une sensibilité à la température (Q10) plus élevée que celle de la tourbe de surface. L’augmentation du Q 10 avec la profondeur devrait être utiliser pour améliorer les estimations de production de CO 2 dans les profils de tourbe