4.5Impact des arbres sur les sols

À mesure que la litière tombe au sol, la végétation autour des pins meurt et les sols accumulent une couverture d’aiguilles (couverture morte). Ces aiguilles se décomposent beaucoup plus lentement que la litière des herbes et des graminées, car elles sont riches en lignine et en composés phénoliques (voir le module 3 pour un rappel). Cette lente décomposition s’accompagne d’une production de composés organiques acides, ce qui diminue progressivement le pH du sol (figure 16). Plus la canopée est dense, plus cette couverture acide occupera de l’espace au détriment de la production de fourrage. L’acidification du sol est exacerbée par l’élagage des arbres qui représente une source importante d’aiguilles et de branches au sol sur une courte période (figure 17).

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Figure 16. Évolution du pH du sol superficiel selon la densité de tiges de pin radiata à l’hectare et l’âge de la plantation dans un système sylvopastoral en Nouvelle-Zélande.

Source : Adapté de Hawke et Knowles (1997).

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Figure 17. Apport considérable de débris ligneux à la surface du sol lors de l’élagage de pins.

Source : https://www.cof.orst.edu/pubs/cof/plntdfor/imagepgs/ch16/img70.htm

Les impacts négatifs d’une chute de pH du sol sur la disponibilité des éléments nutritifs sont également plausibles. Si tel est le cas, l’explication du processus est simple. Les conditions acides réduisent l’activité microbienne, ce qui se traduit par une baisse de la minéralisation de l’azote (nitrification) et d’autres nutriments (voir le module 3 pour un rappel, ainsi que la figure 18 pour une synthèse des grandes différences entre un sol forestier et un sol de pâturage).

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Sol forestier

  • dépôt meuble de légèrement acide à acide;
  • plantes de forts contenus en lignine et rapports carbone/azote;
  • flore microbienne principalement composée de champignons;
  • peu ou pas de bactéries, de vers de terre et peu d’insectes;
  • faibles taux de décomposition de la matière organique et de minéralisation des nutriments;
  • accumulation d’une litière en surface et peu d’incorporation de matière organique dans le sol minéral (peu de structure);
  • humus de type MOR;
  • faible capacité du sol minéral à retenir l’eau, surtout dans les sables.

Source : https://www.nrcan.gc.ca/forests/canada/conservation-protection/13205

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Sol de pâturage

  • dépôt meuble de neutre à alcalin;
  • plantes de faibles contenus en lignine et rapports carbone/azote;
  • activité microbienne (bactéries) élevée (flux en CO2 élevé);
  • vers de terre et insectes actifs;
  • taux élevés de décomposition de la matière organique et de minéralisation des nutriments;
  • incorporation de la matière organique dans le sol minéral et formation d’agrégats organominéraux stables;
  • humus de type MULL;
  • sol minéral capable de retenir l’eau, même dans les sables.

Source : https://eusoils.jrc.ec.europa.eu/Awareness/Hungary.html

Figure 18. Les principales différences physicochimiques entre un sol forestier et un sol de pâturage.

Cette diminution de la qualité des sols peut aussi expliquer partiellement un changement dans la composition végétale du fourrage. Étant donné que les sols s’appauvrissent, cela peut donner naissance à des fourrages moins diversifiés. Par exemple, moins l’azote est biodisponible à mesure que la plantation gagne en maturité, plus les légumineuses, capables de fixer l’azote atmosphérique, s’installent et finissent par dominer. On peut noter aussi des changements au niveau de la faune du sol. Entre autres, les populations de vers de terre et la diversité des insectes diminuent à mesure que le système s’acidifie (figure 18). Il est bien connu que l’activité des vers de terre favorise une plus forte stabilité des agrégats du sol (augmentant ainsi sa structure), une meilleure aération ainsi qu’une plus grande capacité à retenir l’eau (figure 18). La qualité du sol peut donc se détériorer dans une situation où les populations de vers de terre sont à la baisse.

Cela dit, l’acidification des sols ne s’applique pas à tous les types d’afforestation. Les conifères ont une tendance forte à acidifier les sols, comme il a été expliqué ci-dessus dans le cas du pin. Toutefois, certaines espèces d’arbres sont plutôt caractérisées par des litières neutres et riches en nutriments, lesquelles n’influenceront pas nécessairement négativement les statuts acide-base et nutritionnels du sol. Dans certains cas, la qualité de la litière de certaines espèces feuillues peut même s’avérer suffisamment bonne pour améliorer la qualité de certains sols de pâturage, sur des dépôts plus acides qu’à l’habitude. Par exemple, l’établissement d’espèces de peuplier, d’eucalyptus et de chêne sur des sols de pâturage très légèrement acides (~6), peut favoriser une hausse du pH du sol, du carbone, ainsi que de la disponibilité de l’azote et d’autres nutriments (Benavides et al., 2009). Si certaines de ces espèces ont des litières de qualité, elles peuvent également favoriser des flux supplémentaires en nutriments en filtrant les particules atmosphériques, par exemple (voir le module 3). Il est donc important de ne pas généraliser les effets des arbres sur les sols de pâturage parce qu’il faut considérer l’espèce plantée et la densité de tiges à l’hectare utilisée.