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Stockage du carbone dans les sols prairiaux H/F

Mise à jour le 16/11/2012

Description du poste

Contexte de l’étude

Récemment, le constat de l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère et de l’augmentation induite de l’effet de serre a amené la communauté scientifique internationale à se pencher sur le potentiel de stockage de carbone dans les sols. Sur la planète, le sol est en effet le plus gros réservoir de carbone (1500 Gt) échangeant du carbone avec l’atmosphère (750 Gt) par photosynthèse, par recyclage à la mort des végétaux et par biodégradation des composés morts dans le sol. Ce stockage dans les sols constitue 80 % du stock en carbone terrestre total (IPCC 2007), mais son évolution dans le temps sous l’action des facteurs de changement globaux reste à définir. Il permet donc à la fois de lutter contre l’effet de serre et d’enrichir les sols en matière organique, gage de leur fertilité.

Les prairies tempérées couvrent 9 millions de km2, soit 6% des terres émergées (20% de l’Europe : Loiseau et al., 1994). En France, 30% de la surface agricole utile est occupée par des prairies permanentes.
Au delà de leur fonction de ressource fourragère pour l'alimentation des troupeaux, ces prairies présentent un ensemble d’atouts environnementaux et paysagers qui leur confèrent d'autres fonctions reconnues aujourd'hui : lutte contre le ruissellement et l’érosion, épuration des eaux de drainage, valeur élevée de biodiversité, habitats clés pour la dynamique des populations (plantes, insectes, micromammifères et oiseaux) dans les agro-écosystèmes, stockage de carbone organique dans les sols comparable à celui des forêts.

La gestion des prairies (paturage, fauche, fertilisation,…) conditionne fortement les interactions entre le peuplement végétal et le sol, et donc les capacités de stockage de carbone (Loiseau et al., 1994). Ainsi, le mode de gestion de la prairie est un facteur déterminant des cycles C-N et de la dynamique des matières organiques des sols (MOS), à court, à moyen et à long terme (Altesor et al., 2005).
La compréhension du fonctionnement du cycle du carbone dans ces écosystèmes gérés par l'agriculture constitue un enjeu scientifique d'importance, notamment pour répondre aux attentes sociétales liées à la réduction de l'effet de serre.

Sujet de l’étude : évolutions des stocks de Matières Organiques du Sol (MOS) en prairie selon le mode de gestion

En réponse aux changements de gestion, l’évolution de l’écosystème prairial, de ses états, de ses performances et de ses échanges avec l’environnement est liée à l’évolution quantitative et qualitative des matières organiques du sol (MOS). Il convient donc de mieux caractériser ces MOS selon les modes de gestion des prairies et leurs évolutions quantitatives et qualitatives qui résultent des interactions avec la végétation (flore), les composantes biologiques et physico-chimiques du sol.
Ce stage s’appuiera sur un dispositif expérimental de long terme : le Système d’Observation et d’Expérimentation de Recherches en Environnement (SOERE-ACBB) sur la prairie permanente, qui permet de suivre les effets d'un gradient d'intensité de pâturage et de fertilisation sur le fonctionnement de l’écosystème prairial (http://oreacbb.inra.fr/sur-les-prairies-permanentes).
Les dynamiques d’évolution des cycles C et N seront analysées à partir d’échantillons de sol prélevés au cours d’une série chronologique (2005, 2008, 2012) et des résultats déjà acquis.

Objectifs du stage

Caractérisation de la matière organique du sol : Cette caractérisation sera réalisée en laboratoire. Les méthodes consistent en un fractionnement granulométrique par lavage permettant l'extraction de compartiments organiques du sol constituant un continuum d'évolution des MOS depuis les MO les plus décomposables (Matières organiques particulaires ou POM) vers les moins décomposables ou les plus évoluées (Matières organiques agrégées ou AOM).

Interprétation des données : Les données expérimentales acquises lors de la première phase du stage compléteront les données déjà acquises en 2005 et 2008. Elles constituent des variables d’entrée pour des modèles à compartiments qui décrivent le continuum d'évolution des MOS et qui permettent l’interprétation des résultats en terme de flux d'éléments carbone et azote dans l'écosystème sol-plante.
L'analyse des résultats expérimentaux et des variables issues du modèle de continuum viseront à interpréter les dynamiques observées en lien avec les autres variables étudiées dans le système, telles que la production de biomasse et la diversité végétale des couverts (fonction des différentes pratiques de gestion) qui conditionnent le fonctionnement des cycles des éléments.

Profil recherché

Master 2 (ou équivalent) : agronomie, écologie, Science du sol, …
Troisième année d’école d’ingénieur agro/agri (ou équivalent)

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