From microhabitat to ecosystem: identifying the biophysical factors controlling soil CO 2 dynamics in a karst shrubland

L'efflux de dioxyde de carbone du sol ( F s ) reste la composante la moins bien cernée du cycle du carbone; ses estimations sont toujours très incertaines, principalement en raison de sa considérable variation liée aux nombreux facteurs qui interagissent sur différentes échelles temporelles et spatiales. De ce fait, nos objectifs ont été: (i) identifier les facteurs biophysiques contrôlant la fraction molaire de CO 2 du sol ( χ s ) et caractériser leurs patrons temps‐fréquence dans un matorral de karst, (ii) explorer la variation de χ s selon le type de couverture du sol (microhabitat) et (iii) estimer F s à l'échelle de l'écosystème. Des mesures continues de variables aériennes, incluant les échanges de CO 2 à l'échelle de l'écosystème, ont été comparées avec des variables pédoclimatiques collectées au sein de quatre microhabitats ( Festuca scariosa (Lag.) Asch. & Graebn., Hormathophylla spinosa (L.) P. Küpfer, Genista pumila (Hervier) Vierh. et sol nu). Les facteurs contrôlant χ s à l'échelle du microhabitat ont été identifiés via une analyse statistique descendante et les patrons temps‐fréquence ont été analysés grâce à une décomposition spectrale de wavelet. Finalement, F s a été extrapolé de l'échelle du microhabitat à l'écosystème en considérant l'hétérogénéité spatiale de la couverture du sol. Nous avons déterminé qu'en plus du contenu en eau du sol et de la température qui sont traditionnellement utilisés pour prédire χ s ou F s , le vent (vitesse de friction) peut aussi avoir un effet significatif. De plus, la sensibilité de χ s aux principaux facteurs identifiés ici a varié avec le microhabitat et la saison. Sur un an, F s extrapolé à l'échelle de l'écosystème avec son incertitude était de 175 ± 13 g C m −2 comparé à 155 ± 8 g C m −2 estimés par la respiration de l'écosystème. Ces résultats apportent une nouvelle perspective sur les mécanismes de production et de transport du CO 2 dans le sol, remettant en question et pouvant améliorer les modèles traditionnellement employés pour quantifier les émissions de CO 2 des écosystèmes.