4p1000
4 pour 1 000 (abrégée 4p1000), représentant la proportion de 4 ‰, est une initiative internationale lancée lors de la COP21 en 2015. Son but est de promouvoir une meilleure compréhension du cycle du carbone, et de renforcer le rôle du sol dans le stockage planétaire du carbone[1], un rôle qui peut être utilisé comme levier pour réduire la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Selon Cornelia Rumpel de l'INRA/CNRS, dans la revue Nature (2018), intégrer un peu plus de carbone dans les sols à une profondeur de 0 à 40 cm, mais à grande échelle géographique, permettrait d'atténuer le dérèglement climatique, voire de respecter les engagements de l'accord de Paris sur le climat (en supposant qu’il n’y a pas et n'y aura pas de déforestation ou d'émissions supplémentaires)[2].
Origine du 4 pour 1 000
modifierCette idée née au sein de l'INRA et du CNRS en France[3] a été annoncée publiquement par Stéphane Le Foll lors de la 3e conférence scientifique mondiale sur l'« agriculture climato-intelligente ». Il suffirait d'augmenter le stock de carbone du sol de manière infime (0,4 % par an) pour compenser l'augmentation des émissions de CO2 dans l'atmosphère[4]. Cela peut être effectué en adoptant des pratiques agroécologiques (cultures de couverture, l’amélioration de la rotation des cultures, l’agriculture biologique, l’agroforesterie ou encore par la (re)conversion de terres arables en prairies) et en réhabilitant les sols. La stratégie est présentée comme étant gagnante-gagnante puisqu'elle permettrait une meilleure résistance des sols aux changements climatiques et augmenterait leur fertilité, nécessaire à la sécurité alimentaire dans le monde. L'agriculture de conservation, l'agriculture régénérative, ainsi que l'agroforesterie entrent pleinement dans cette stratégie.
On sait en effet que la fine couche superficielle de sol planétaire est la plus grande réserve de carbone organique non fossile de la planète[5]. Diverses études dont celles produites par Scharlemann et ses collègues en 2014[6], avec une « dette en carbone » qui grandit depuis 12 000 ans environ selon Sanderman et ses collaborateurs (2018)[7] : presque partout dans le monde, les activités humaines ont dégradé les sol, qui ont perdu une part, parfois importante ou totale, de leur capacité à stocker le carbone. Plusieurs équipes de chercheurs ont ensuite, de 2014 à 2017 estimé que l'on peut faire de ce déficit une opportunité de stockage de C via des techniques de restauration de la vie et la santé du sol[8],[9],[10].
Cette approche intéresse le secteur du marché du carbone et de la compensation carbone, qui doit cependant être assuré que le carbone ainsi stocké l'est pour au moins un siècle, faute de quoi ce carbone n'est pas créditables sur le marché, même si certains marchés plus récents peuvent acheter et vendre des crédits temporaires puissent être émis pour 25 ans).
Soutien au 4 pour 1 000
modifierPlusieurs entités, organismes de recherche et financeurs proposent leur soutien à l'initiative 4 pour 1 000[11] :
- Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (CIRAD) ;
- Institut de recherche pour le développement (IRD) ;
- Institut national de la recherche agronomique (INRA) ;
- Groupe consultatif pour la recherche agricole internationale (CGIAR) ;
- Global Research Alliance ;
- Coordination of International Research Cooperation on soil CArbon Sequestration in Agriculture (CIRCASA) ;
- Food and Agriculture Organization (FAO)[12].
Calcul du 4 pour 1 000
modifierCe taux 4 pour 1 000 a été choisi de la manière suivante[13] : l'augmentation annuelle de CO2 dans l'atmosphère due à la combustion d'énergie fossile est estimée à 8,9 Gt C par an, tandis que le stock de carbone du sol sur les deux premiers mètres à 2 400 Gt. Le ratio des deux (8,9 / 2400) permet d'obtenir la valeur arrondie de 0,4 %, soit 4 ‰. Ce stockage permettrait de compenser l'augmentation des émissions de carbone dans l'atmosphère et d'augmenter la productivité agricole.
En juin 2019, l'INRAE évalue le potentiel en France. Au total, le stockage additionnel pourrait atteindre, au maximum, + 1,9 ‰ sur l'ensemble des surfaces agricoles et forestières (mais 3,3 ‰ pour les seules surfaces agricoles et 5,2 ‰ si l'on se restreint aux grandes cultures), soit 41 % des émissions de carbone agricoles. Le potentiel le plus élevé se situe là ou le stockage existant est le plus faible, les grandes cultures. Les pratiques conseillées sont la mise en place de couverts intercalaires et intermédiaires, l'introduction et allongement des prairies temporaires dans les rotations culturales, le développement de l'agroforesterie, l'apport de composts ou produits résiduaires organiques, la plantation de haies[14].
Critiques ou limites du 4 pour 1 000
modifierPlusieurs critiques ont été formulées à propos du calcul ou de la faisabilité du 4 pour 1 000[15],[16] :
- le taux d'augmentation des émissions de carbone serait sous-estimé, l'approche ne semblant pas prendre en compte les émissions générées par la déforestation mais seulement celles des combustions fossiles[17] ;
- le volume et la surface de sols disponibles serait surestimés, la pratique du 4 pour 1 000 ne pouvant être appliquées que sur les terres agricoles (et seulement à une profondeur de 1 à 30 cm environ) ; et la conversion de nombreuses terres cultivées en prairies ou forêts aurait un impact négatif sur la sécurité alimentaire mondiale[18],[19]. Une étude de faisabilité faite en Bavière publiée en 2020 par Martin Wiesmeie et ses collègues a conclu que le potentiel de séquestration supplémentaire du C dans ce pays par de changements de pratique agricole ne se traduirait que par une hausse de 1 pour 1 000, plutôt que 4 pour mille, mais que « pour maintenir une agriculture résiliente qui résiste à des conditions météorologiques plus extrêmes à l'avenir, des sols sains sont nécessaires. Nous concluons donc que les effets positifs attendus d’une augmentation des stocks de COS sur le stockage des nutriments et de l’eau, l’érosion des sols, la biodiversité et la sécurité alimentaire sont cruciaux pour l’adaptation au changement climatique »[18] ;
- le réchauffement de l'air et des sols affectera l'activité microbienne du sol[18], d'une manière encore mal comprise, mais qui pourrait diminuer la captation du carbone par le sol ;
- un argument rapporté par Wiesmeier (2020) est que « l'application d'amendements organiques n'est dans la plupart des cas qu'un transfert de nutriments, mais ne tient pas compte d’une séquestration supplémentaire de carbone dans l'atmosphère »[18] ;
- selon Hungate et ses collègues (2003), des études et modélisations de l'enrichissement de l'air en CO2 laissent penser que des apports d’azote et de phosphore sont nécessaires pour augmenter ou maintenir la productivité des plantes (et indirectement l'accumulation de C dans le sol par le végétal) ; « la séquestration du C augmente stœchiométriquement la demande en N et en autres nutriments ; l'utilisation d’engrais azotés pour augmenter les rendements et, avec cela, la séquestration du SOC est compensée par les émissions de GES par sa production et son application »[18],[20],[21],[22],[23], or si l'azote est souvent excédentaire dans les sols, ce n'est pas le cas du phosphore. Néanmoins le végétal n'est pas la seule voie d'entrée du carbone dans le sols, les champignons et bactéries, les invertébrés peuvent aussi jouer un rôle dans les puits de carbone.
De plus, le stockage de carbone dans le sol ne permettra pas à lui seul d'atténuer les émissions de gaz à effet de serre d'origine anthropique, car cela ne prend pas en compte les autres émissions de méthane ou de protoxyde d'azote[19]. Pour conserver l'équilibre stœchiométrique des sols, l'apport de carbone devra être compensé par l'apport d'azote et de phosphore. Et, enfin, l'apport de carbone frais dans le sol peut avoir pour effet de déstabiliser le carbone stable[24].
Il existe encore des malentendus entre scientifiques et politiques à propos de la pérennité du carbone du carbone nouvellement séquestré dans la matrice du sol (agricole notamment) ; une incertitude qui selon Katherine Dynarski et ses collègues (2020>)[25] est exacerbée par l'imprécision des terminologie utilisées par les chercheurs et décideurs. Une idée reçue chez les décideurs politiques travaillant sur la compensation carbone est que le carbone stocké dans le sol y reste vulnérable et peut être vite perdu (via une perte physique et/ou une dégradation microbienne) dès que les pratiques d'absorption et stockage du C du sol ne sont plus maintenue. Cette question est souvent posée[26],[27],[28]. Or, cette hypothèse est contredite par les données scientifiques récentes qui montrent que la consommation et la transformation microbiennes du carbone d’origine végétale sont en fait nécessaires au stockage à long terme de la matière organique du sol, notamment en profondeur[25],[29],[30].
Les promoteurs de l'initiative notent que le taux de « 4 pour 1 000 » n'est pas un taux cible à atteindre de façon précise partout dans le monde, mais à prendre comme une direction à suivre pour lutter contre le changement climatique, aider à l'adaptation de l'agriculture et améliorer la sécurité alimentaire, via le stockage du carbone dans les sols. Selon une analyse critique, publiée par Wiesmeier et ses collaborateurs en 2020, « malgré les critiques (...) le 4p1000 peut être considéré comme un objectif ambitieux qui, dans tous les cas, inclut de précieux co-avantages pour la qualité du sol (Rumpel et al. , 2019, Soussana et al. , 2019)[31]. Par conséquent, l’initiative 4p1000 ne manque pas de pertinence et la capacité des sols agricoles à séquestrer le carbone doit être examinée scientifiquement. »[18].
Références
modifier- (en) H. H. Janzen, « Beyond carbon sequestration: soil as conduit of solar energy », European Journal of Soil Science, vol. 66, no 1, , p. 19–32 (ISSN 1365-2389, DOI 10.1111/ejss.12194, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Cornelia Rumpel, Farshad Amiraslani, Lydie-Stella Koutika et Pete Smith, « Put more carbon in soils to meet Paris climate pledges », Nature, vol. 564, no 7734, , p. 32–34 (DOI 10.1038/d41586-018-07587-4, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Cornelia Rumpel, Farshad Amiraslani, Claire Chenu et Magaly Garcia Cardenas, « The 4p1000 initiative: Opportunities, limitations and challenges for implementing soil organic carbon sequestration as a sustainable development strategy », Ambio, vol. 49, no 1, , p. 350–360 (ISSN 0044-7447 et 1654-7209, DOI 10.1007/s13280-019-01165-2, lire en ligne, consulté le ).
- Balesdent, « Usage des terres et stockage de carbone dans les sols du territoire français. Une estimation des flux nets annuels pour la période 1900-1999 », Acad.Agric, .
- (en) N.H. Batjes, « Total carbon and nitrogen in the soils of the world », European Journal of Soil Science, vol. 47, no 2, , p. 151–163 (ISSN 1351-0754 et 1365-2389, DOI 10.1111/j.1365-2389.1996.tb01386.x, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Jörn PW Scharlemann, Edmund VJ Tanner, Roland Hiederer et Valerie Kapos, « Global soil carbon: understanding and managing the largest terrestrial carbon pool », Carbon Management, vol. 5, no 1, , p. 81–91 (ISSN 1758-3004 et 1758-3012, DOI 10.4155/cmt.13.77, lire en ligne, consulté le ).
- (en) « Correction for Sanderman et al., Soil carbon debt of 12,000 years of human land use », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 115, no 7, (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, DOI 10.1073/pnas.1800925115, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Rolf Sommer et Deborah Bossio, « Dynamics and climate change mitigation potential of soil organic carbon sequestration », Journal of Environmental Management, vol. 144, , p. 83–87 (DOI 10.1016/j.jenvman.2014.05.017, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Rattan Lal, « Soil health and carbon management », Food and Energy Security, vol. 5, no 4, , p. 212–222 (ISSN 2048-3694 et 2048-3694, DOI 10.1002/fes3.96, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Robert J. Zomer, Deborah A. Bossio, Rolf Sommer et Louis V. Verchot, « Global Sequestration Potential of Increased Organic Carbon in Cropland Soils », Scientific Reports, vol. 7, no 1, (ISSN 2045-2322, DOI 10.1038/s41598-017-15794-8, lire en ligne, consulté le ).
- (en) « MEMBERS AND PARTNERS OF THE "4 PER 1000" INITIATIVE » (consulté le ).
- « Colloque international sur le carbone organique du sol | Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture », sur fao.org (consulté le ).
- Budiman Minasny, Brendan P. Malone, Alex B. McBratney et Denis A. Angers, « Soil carbon 4 per mille », Geoderma, vol. 292, , p. 59–86 (ISSN 0016-7061, DOI 10.1016/j.geoderma.2017.01.002, lire en ligne, consulté le ).
- « Stocker 4 pour 1000 de carbone dans les sols : le potentiel en France », sur INRAE Institutionnel (consulté le ).
- William H Schlesinger, « Carbon sequestration in soils: some cautions amidst optimism », Agriculture, Ecosystems & Environment, vol. 82, no 1, , p. 121–127 (ISSN 0167-8809, DOI 10.1016/S0167-8809(00)00221-8, lire en ligne, consulté le ).
- (en) D. S. Powlson, A. P. Whitmore et K. W. T. Goulding, « Soil carbon sequestration to mitigate climate change: a critical re-examination to identify the true and the false », European Journal of Soil Science, vol. 62, no 1, , p. 42–55 (ISSN 1365-2389, DOI 10.1111/j.1365-2389.2010.01342.x, lire en ligne, consulté le ).
- (en-GB) Wim de Vries, « Soil carbon 4 per mille: a good initiative but let's manage not only the soil but also the expectations », Geoderma, vol. 309, , p. 111-112 (ISSN 0016-7061, DOI 10.1016/j.geoderma.2017.05.023, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Martin Wiesmeier, Stefanie Mayer, Johannes Burmeister et Rico Hübner, « Feasibility of the 4 per 1000 initiative in Bavaria: A reality check of agricultural soil management and carbon sequestration scenarios », Geoderma, vol. 369, , p. 114333 (DOI 10.1016/j.geoderma.2020.114333, lire en ligne, consulté le ).
- (en) A. J. VandenBygaart, « Comments on soil carbon 4 per mille by Minasny et al. 2017 », Geoderma, vol. 309, , p. 113–114 (ISSN 0016-7061, DOI 10.1016/j.geoderma.2017.05.024, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Bruce A. Hungate, Jeffrey S. Dukes, M. Rebecca Shaw et Yiqi Luo, « Nitrogen and Climate Change », Science, vol. 302, no 5650, , p. 1512–1513 (ISSN 0036-8075 et 1095-9203, DOI 10.1126/science.1091390, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Kees-Jan van Groenigen, Johan Six, Bruce A. Hungate et Marie-Anne de Graaff, « Element interactions limit soil carbon storage », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 103, no 17, , p. 6571–6574 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, PMID 16614072, PMCID PMC1458924, DOI 10.1073/pnas.0509038103, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Jan Willem van Groenigen, Chris van Kessel, Bruce A. Hungate et Oene Oenema, « Sequestering Soil Organic Carbon: A Nitrogen Dilemma », Environmental Science & Technology, vol. 51, no 9, , p. 4738–4739 (ISSN 0013-936X et 1520-5851, DOI 10.1021/acs.est.7b01427, lire en ligne, consulté le )
- (en) William R. Wieder, Cory C. Cleveland, W. Kolby Smith et Katherine Todd-Brown, « Future productivity and carbon storage limited by terrestrial nutrient availability », Nature Geoscience, vol. 8, no 6, , p. 441–444 (ISSN 1752-0894 et 1752-0908, DOI 10.1038/ngeo2413, lire en ligne, consulté le ).
- (en) H. H. Janzen, « Beyond carbon sequestration: soil as conduit of solar energy: Soil carbon and energy », European Journal of Soil Science, vol. 66, no 1, , p. 19–32 (DOI 10.1111/ejss.12194, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Katherine A. Dynarski, Deborah A. Bossio et Kate M. Scow, « Dynamic Stability of Soil Carbon: Reassessing the “Permanence” of Soil Carbon Sequestration », Frontiers in Environmental Science, vol. 8, (ISSN 2296-665X, DOI 10.3389/fenvs.2020.514701, lire en ligne, consulté le )
- (en) P. Smith, « An overview of the permanence of soil organic carbon stocks: influence of direct human‐induced, indirect and natural effects », European Journal of Soil Science, vol. 56, no 5, , p. 673–680 (ISSN 1351-0754 et 1365-2389, DOI 10.1111/j.1365-2389.2005.00708.x, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Tas Thamo et David J. Pannell, « Challenges in developing effective policy for soil carbon sequestration: perspectives on additionality, leakage, and permanence », Climate Policy, vol. 16, no 8, , p. 973–992 (ISSN 1469-3062 et 1752-7457, DOI 10.1080/14693062.2015.1075372, lire en ligne, consulté le )
- (en) Pete Smith, Jean‐Francois Soussana, Denis Angers et Louis Schipper, « How to measure, report and verify soil carbon change to realize the potential of soil carbon sequestration for atmospheric greenhouse gas removal », Global Change Biology, vol. 26, no 1, , p. 219–241 (ISSN 1354-1013 et 1365-2486, PMID 31469216, PMCID PMC6973036, DOI 10.1111/gcb.14815, lire en ligne, consulté le ).
- Gerrit Angst, Kevin E. Mueller, Klaas G.J. Nierop et Myrna J. Simpson, « Plant- or microbial-derived? A review on the molecular composition of stabilized soil organic matter », Soil Biology and Biochemistry, vol. 156, , p. 108189 (ISSN 0038-0717, DOI 10.1016/j.soilbio.2021.108189, lire en ligne, consulté le ).
- (en) Loretta G. Garrett, Alexa K. Byers, Chengrong Chen et Zhongming Lan, « The hidden depths of forest soil organic carbon chemistry in a pumice soil », Geoderma Regional, vol. 36, , e00760 (ISSN 2352-0094, DOI 10.1016/j.geodrs.2024.e00760, lire en ligne, consulté le ).
- Jean-François Soussana, Suzanne Lutfalla, Fiona Ehrhardt et Todd Rosenstock, « Matching policy and science: Rationale for the ‘4 per 1000 - soils for food security and climate’ initiative », Soil and Tillage Research, soil Carbon and Climate Change: the 4 per Mille Initiative, vol. 188, , p. 3–15 (ISSN 0167-1987, DOI 10.1016/j.still.2017.12.002, lire en ligne, consulté le ).