Storage or loss of soil active carbon in cropland soils: The effect of agricultural practices and hydrology

Autor: François Baudin, Gilles Billen, Bruno Mary, Pierre Barré, Julien Tournebize, Josette Garnier
Přispěvatelé: Sorbonne Université (SU), Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de géologie de l'ENS (LGENS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Transfrontalière BioEcoAgro - UMR 1158 (BioEcoAgro), Université d'Artois (UA)-Université de Liège-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosystèmes continentaux anthropisés : ressources, risques, restauration (UR HYCAR), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Transfrontalière BioEcoAgro (Transfrontalière BioEcoAgro), Université d'Artois (UA)-Université de Liège-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris-Saclay, Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Geoderma
Geoderma, 2022, 407, pp.115538. ⟨10.1016/j.geoderma.2021.115538⟩
Geoderma, Elsevier, 2022, 407, ⟨10.1016/j.geoderma.2021.115538⟩
Geoderma, Elsevier, 2022, 407, pp.115538. ⟨10.1016/j.geoderma.2021.115538⟩
ISSN: 0016-7061
1872-6259
DOI: 10.1016/j.geoderma.2021.115538⟩
Popis: International audience; Few studies have simultaneously addressed the issue of the short-and long-term hydrological control of organic carbon (OC) export from soils and the role of the leaching process in the long-term dynamics of the soil OC pool. We combined short-and long-term approaches by investigating dissolved organic carbon (DOC) at the outlet of a small drainage catchment and establishing a relationship between DOC concentrations (3.5 ± 1.8 mgC L-1 on average) and subsurface runoff (175 mm yr − 1 on average). We then calculated the annual DOC export as a function of average annual water runoff for a 9-year period. We assumed that the annual flux of leaching is proportional to the active soil OC stock, which we compared with data from the literature. We added a leaching function to the AMG two-compartment model of soil carbon dynamics. The innovative use of the Rock-Eval method for agricultural soils made it possible to determine the stable and active carbon fractions (OC p and OC A , respectively), necessary to characterize the system in the model, for 52 plots in organic and conventional agricultural farms in the Seine Basin. No significant difference was found in OC for the two agricultural systems (11.4 ± 2.5 gC kg − 1 vs. 12.3 ± 4.2 gC kg − 1 , respectively, for the 0 to 30 cm layer). Using the AMG model with its leaching function, we calculated the equilibrium value of OC A , representing the size of the OC A pool that would be reached in the long term under constant farming practices and hydrological conditions in a given plot. Deviation from this equilibrium indicates whether carbon storage or loss occurs. Overall, for the plots sampled in the Seine Basin, an annual carbon loss of ~− 0.24 % yr − 1 of the total OC pool was found. This may increase by 15% (i.e., to ~− 0.28% yr − 1) under higher subsurface runoff, which is plausible under ongoing climate change (e.g., 600 mm yr − 1 vs. 175 mm yr − 1 currently observed).
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: