Quand la pluie ruisselle sur un champ en pente, elle n'emporte pas seulement de la terre. Elle entraîne aussi du carbone organique, cette matière issue des plantes et des micro-organismes qui fait la fertilité d'un sol et qui stocke, à l'échelle de la planète, davantage de carbone que l'atmosphère et la végétation réunies. Une nouvelle étude chinoise, relayée le 6 novembre par l'agence ScienceNet, s'attaque à une question en apparence modeste : ce carbone part-il de la même façon selon le type de sol ?
Une expérience de ruissellement sur deux sols que tout oppose
Selon ScienceNet, des chercheurs de l'école de conservation des sols et des eaux de l'Université d'agriculture et de foresterie du Nord-Ouest (Northwest A&F), en collaboration avec un institut de recherche économique et technique de la compagnie d'électricité State Grid Shandong, ont comparé deux sols par des essais de ruissellement artificiel. Il s'agit du sol rouge (hongrang) du Sud, et du sol dit « lou » du Nord, un sol agricole ancien du plateau de lœss. Leur objectif : préciser les caractéristiques de la perte de carbone organique durant l'érosion hydrique et les mécanismes qui la gouvernent. Les résultats ont été publiés dans une revue scientifique. Le résumé accessible ne détaille pas les chiffres ; nous n'avons pas pu consulter l'article complet, et nous évitons donc de lui attribuer des conclusions précises.
Le choix des deux sols n'a rien d'anodin. Le sol rouge des collines subtropicales du Sud est acide, argileux, exposé à des pluies abondantes. Le sol lou, lui, appartient à la Chine du Nord, plus sèche, où l'érosion du lœss est un phénomène historique. Comparer ces deux extrêmes permet de voir ce qui relève de la texture et de la structure du sol, et ce qui relève du climat ou du paysage.
Ce que la science sait déjà de la perte de carbone par ruissellement
L'étude s'inscrit dans une littérature abondante. Une première constante ressort de nombreux travaux sur les sols rouges : le carbone s'en va surtout avec les sédiments. Une expérience de pluie simulée sur des parcelles de collines rouges avait ainsi trouvé que le carbone lié aux sédiments représentait plus de 84 % de la perte totale, jusqu'à 97,6 %, d'après une étude publiée dans Acta Pedologica Sinica. Une autre, publiée dans la revue Geomorphology, concluait que les sédiments, plus que l'eau elle-même, constituaient la principale voie de perte, et qu'un couvert d'herbe réduisait fortement le ruissellement et le carbone emporté.
Les différences entre types de sols ont aussi été documentées. Une comparaison publiée dans SN Applied Sciences entre sol rouge, sol noir et lœss chinois a établi que le taux de perte de sol et de carbone se classait ainsi : sol noir, puis sol rouge, puis lœss, ce dernier perdant le plus. La quantité de sédiments emportés, notent les auteurs, détermine celle du carbone perdu. C'est précisément ce type de hiérarchie que la nouvelle étude cherche à expliquer par les mécanismes plutôt que par les seuls constats.
Les pratiques agricoles pèsent aussi. Des chercheurs ayant testé quatre techniques de culture sur des pentes de sol rouge ont trouvé que le labour en travers de la pente (billons transversaux) limitait le mieux la perte de carbone, et que le ruissellement de surface en expliquait 58 % du total, selon une étude parue dans la revue Soil & Tillage Research. À l'inverse, le labour dans le sens de la pente était le pire : le volume de sédiments y était de 2 à plus de 8 fois supérieur aux autres techniques, d'après un résumé d'une étude de 2025 indexé par la base de la FAO.
Un enjeu qui dépasse la parcelle : le bilan carbone de la planète
Pourquoi s'intéresser à ces détails ? Parce que l'érosion est l'un des grands angles morts du cycle du carbone. Le sol mondial contient, selon une revue publiée dans Reviews of Geophysics en 2025, environ 1 550 pétagrammes (milliards de tonnes) de carbone organique dans sa couche superficielle. L'érosion en déplace une partie, la dépose plus bas, en enfouit une autre dans les sédiments, en minéralise une dernière sous forme de CO2.
Le résultat net est contesté depuis des décennies. Les estimations des flux verticaux de carbone causés par l'érosion hydrique s'étalent, selon cette même revue, d'un puits de 1,2 milliard de tonnes de carbone par an à une source de 1,5 milliard. Une synthèse antérieure évoquait des fourchettes comparables : de puits de 0,06 à 1 milliard de tonnes à source de 0,27 à 1,14 milliard pour les sols agricoles. Autrement dit, on ne sait pas toujours si l'érosion réchauffe ou refroidit le climat.
La logique de ce débat est la suivante. Quand un sol s'érode, le carbone déplacé peut être décomposé en route et libérer du CO2. Mais s'il est enfoui dans des sédiments en bas de pente, ou si la végétation repousse et fabrique de nouvelle matière organique sur le site érodé, le bilan peut devenir favorable. Selon la revue de 2025, l'érosion tend aussi à réduire la productivité du sol et à accélérer la minéralisation du carbone déplacé, deux effets qui s'opposent au « puits » théorique.
Pour la Chine, l'une des estimations les plus citées, publiée dans les PNAS, évalue que l'érosion hydrique y a déplacé environ 180 millions de tonnes de carbone par an sur deux décennies, avec un bilan net de puits de 45 millions de tonnes de carbone par an, soit 8 à 37 % du puits terrestre du pays évalué auparavant. L'ampleur de la fourchette montre à quel point les incertitudes restent grandes.
Pourquoi les mécanismes comptent autant que les bilans
Les bilans nationaux ou mondiaux reposent sur des modèles qui ont besoin d'hypothèses sur ce qui se passe au niveau de la particule et de la pente. Or les expériences de laboratoire et de terrain ne s'accordent pas toujours. Des travaux sur sol rouge ont montré que le carbone dans les sédiments est plus riche que dans le sol d'origine, un phénomène appelé enrichissement, dont le niveau varie avec la pente et la durée de la pluie. Un article de la revue PLOS ONE rappelait que l'étude des mouvements latéraux du carbone améliore la compréhension du bilan global, tout en soulignant que le rôle de l'érosion reste débattu parce que les processus de l'érosion eux-mêmes sont mal compris.
Le GIEC avait d'ailleurs désigné le mouvement latéral du carbone comme la source la plus importante d'incertitude du bilan carbone mondial, selon la même publication. Une partie du problème tient au fait que la fraction dissoute, qui migre avec l'eau, et la fraction particulaire, transportée avec les sédiments, ne répondent pas aux mêmes forces. La première dépend du volume d'eau, la seconde de la capacité du ruissellement à détacher et à transporter les particules.
L'échelle du bassin versant compte aussi. Une étude publiée dans Science China Earth Sciences a estimé que seulement 12 % du carbone organique déplacé finissait dans le réseau fluvial, le reste se déposant en aval à l'intérieur du bassin. Les auteurs y décrivent un puits net de CO2, obtenu principalement par l'enfouissement des sédiments et le remplacement dynamique du carbone. Ce résultat, propre à un bassin donné, ne se généralise pas automatiquement, mais il illustre que mesurer la perte à la parcelle ne suffit pas à dire ce qui advient du carbone.
Ce que change, et ne change pas, cette nouvelle étude
Il serait trompeur de présenter ce travail comme une réponse définitive au débat source-puits. Une expérience de ruissellement artificiel isole des variables, ce qui est précieux pour comprendre les mécanismes, mais elle ne reproduit pas la complexité d'un paysage réel. Les auteurs d'une étude sur sol rouge dans la revue Agronomy reconnaissaient eux-mêmes que le devenir du carbone lors d'événements d'érosion ne peut être pleinement expliqué par des essais de pluie simulée.
L'apport probable de l'étude chinoise est ailleurs : fournir des paramètres comparables pour deux sols dominants de deux grandes régions agricoles, utilisables pour calibrer des modèles de bilan carbone et pour orienter des pratiques de conservation. Les recommandations agronomiques issues des travaux antérieurs, couvert végétal, labour en travers de la pente, limitation du ruissellement, ont déjà de bonnes bases empiriques. Mieux comprendre pourquoi un sol du Nord et un sol du Sud réagissent différemment permettrait de les adapter plutôt que de les appliquer uniformément.
Pour le lecteur, la leçon est double. D'abord, un sol n'est pas un réservoir passif : sa capacité à retenir le carbone dépend de sa structure, de sa pente et de la manière dont on le travaille. Ensuite, les chiffres mondiaux sur l'érosion et le climat, qui varient du simple au double et changent parfois de signe, reposent sur des connaissances encore partielles. Chaque étude de mécanisme, même modeste, resserre un peu cette fourchette.