Dynamique du carbone au sein des mangroves.
Quantification spatio-temporelle des flux de CO2 aux interfaces sol-air et eau-air

Audrey Leopold
Thèse de doctorat (14 décembre 2012)
Université de la Nouvelle Calédonie

Résumé :

Les processus de stockage et de transfert du carbone entre les différents réservoirs de son cycle bio-géochimique jouent un rôle essentiel sur la pression de CO2 dans l'atmosphère, et ont fait l'objet de nombreuses études (voir par exemple les reviews de Berner en 1989 ou de Hedges en 1992). L'augmentation récente de la pression de CO2 dans l'atmosphère résulte de l'utilisation de combustibles fossiles par l'Homme. Son effet aujourd’hui attesté sur un changement climatique à l’échelle du Globe, a attiré l'attention de nombreux chercheurs d’une part sur la quantification des émissions du CO2 dans l’atmosphère et, d’autre part sur des écosystèmes capables de fixer puis de stocker le carbone. Comprendre les facteurs influençant les flux de CO2 entre les différents réservoirs de son cycle est devenu un axe de recherche prioritaire au niveau global.

La mangrove est un écosystème spécifique de la zone intertidale, ayant développé des capacités d'adaptation à des conditions extrêmement sélectives. La mangrove revêt une importance capitale aussi bien au niveau écologique qu’économique, et représente, avec la forêt tropicale humide, un des écosystèmes les plus productifs en domaine terrestre, i.e. 30.0 Tmol C y-1 (Twilley et al., 1992; Jennerjahn et Ittekkot, 2002; Alongi et al., 2005; Kristensen et al., sous presse). Actuellement, elle occupe environ 75 % des littoraux tropicaux sur près de 200 000 km2. Du fait de sa forte productivité, de sa distribution au niveau global, et de sa position à l’interface entre terre et océan, la mangrove est considérée comme un écosystème d’importance dans le cycle du carbone. Elle possède la double compétence de puits pour le CO2 atmosphérique et de source de carbone organique et inorganique pour les zones côtières. Cependant les dernières estimations du bilan de carbone au sein des mangroves font état de nombreuses incertitudes. Lorsque l’on cumule les différents puits de carbone au sein de la mangrove, c'est-à-dire l’export, l’enfouissement et la minéralisation, ces derniers ne représentent que 50 % du carbone fixé par les palétuviers lors de la photosynthèse (Bouillon et al., sous presse). Notre analyse suggère que : i) la minéralisation, c'est-à-dire la transformation du carbone organique en CO2, est fortement sous-estimée, ii) l’export de carbone ne se fait pas seulement sous forme organique mais également sous la forme de carbonate, donc après minéralisation, iii) la néosynthèse de minéraux carbonatés au sein des sédiments doit être prise en compte (Bouillon et al., sous presse ; Marchand et al., sous presse).

Objectif général et questions de recherche traitées :


L’objectif de la thèse sera d’établir un modèle quantifié de la dynamique du carbone au sein des mangroves avec une attention particulière aux différentes formes du carbone minéral, et ce afin de participer à la réflexion internationale sur le rôle des mangroves dans le cycle du carbone le long des littoraux tropicaux.
Les questions spécifiques auxquelles nous souhaitons répondre sont les suivantes :

  • Quels sont les flux de carbone organique apportés par les palétuviers aux sédiments ?
  • Quels sont les flux de CO2 issus des sédiments de mangrove ?
  • Quels sont les facteurs responsables de la variation de ces flux ?
  • Comment varient les concentrations en carbone inorganique dissous au sein des eaux interstitielles ?
  • Quels sont les flux de carbone inorganique dissous à l’interface sédiment-eau ?
  • Quel est le pourcentage du carbone fixé par les palétuviers qui est minéralisé et exporté des sédiments de mangrove (sous forme aqueuse ou gazeuse) ?
  • Dans quelles proportions les mangroves sont-elles un puits pour le CO2 atmosphérique ?
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