Depuis les années 1980, les scientifiques savent que les racines fines (< 2 mm) sont essentielles au cycle du carbone des écosystèmes, et des recherches suggèrent depuis longtemps que leur contribution à l'accumulation de carbone dans le sol pourrait dépasser celle des parties aériennes des plantes comme les feuilles. Pourtant, plus de 40 ans plus tard, une lacune clé dans les connaissances demeure : le rôle de la dynamique itérative des racines sur plusieurs décennies (croissance, renouvellement, décomposition) dans l'accumulation de carbone dans le sol, en particulier pour les « racines absorbantes », les racines les plus fines et les plus métaboliquement actives (généralement les 2 à 3 ordres racinaires distaux ou < 0,5 mm de diamètre).
Pour combler cette lacune, une équipe de recherche dirigée par le professeur Kou Liang de l'Institut des sciences géographiques et de recherche sur les ressources naturelles de l'Académie chinoise des sciences, en collaboration avec des collaborateurs internationaux, a révélé qu'en raison de leur renouvellement rapide et de leur décomposition lente, les effets itératifs des racines absorbantes génèrent 2,4 ± 0,1 mégagrammes de carbone par hectare (MgC ha-1) dans le sol sur deux décennies, dépassant de 65 % la contribution en carbone des feuilles.
Leurs conclusions ont été récemment publiées dans Géosciences naturelles.
Pour cette étude, les chercheurs ont compilé un ensemble de données complet de 880 observations sur le terrain. Ces observations ont suivi les taux de croissance, de renouvellement et de décomposition des racines absorbantes de 199 espèces de plantes ligneuses et de 328 sites forestiers répartis dans l'hémisphère nord.
Les sols forestiers représentent l'un des plus grands réservoirs de carbone terrestre, et la recherche fournit des estimations critiques des effets itératifs des racines absorbantes, des données essentielles pour caractériser avec précision les réservoirs de carbone des sols forestiers modérément persistants.
En outre, il met en lumière un débat scientifique de longue date : les forêts dominées par des champignons mycorhiziens arbusculaires (AM) ou par des champignons ectomycorhiziens (EM) stockent-elles le carbone dans le sol à des taux plus élevés. Les résultats de l’équipe offrent une résolution nuancée : alors que les forêts dominées par les EM retiennent globalement plus de carbone dans le sol, les racines associées aux champignons AM contribuent 43 % plus de carbone au sol que celles liées aux champignons EM.
L'étude répond en outre au besoin de modèles mondiaux de cycles biogéochimiques, qui manquaient de mesures souterraines fiables pour intégrer l'influence des racines des plantes sur les cycles du carbone. L'étude identifie la « longueur spécifique des racines » – une mesure de la longueur des racines par unité de masse sèche – comme la mesure la plus prédictive pour capturer la dynamique des racines absorbantes dans le cycle du carbone. Cette découverte fournit un paramètre souterrain pratique et recherché depuis longtemps pour affiner les modèles mondiaux de carbone.
Notamment, les travaux déplacent l’orientation de la recherche sur la stabilisation du carbone dans le sol, qui était traditionnellement centrée sur les formes de carbone du sol hautement persistantes et dominées par les microbes. Cette étude confirme que les racines absorbantes sont les principaux contributeurs aux réservoirs de carbone modérément persistants des sols forestiers.
Dans le contexte de la perte mondiale de la biodiversité et des changements dans les types de mycorhizes forestiers, cette étude est essentielle pour faire progresser la quantification intégrée et la modélisation précise des stocks de carbone des sols au sein du système Terre, ont noté les chercheurs.
