L’application de cendres issues de la production de bioénergie permet elle de reproduire les effets des feux de forêt sur les propriétés chimiques du sol des forêts situées en terrain élevé?
Citation
Hannam, K.D., Fleming, R.L., Venier, L., Hazlett, P.W. (2019). Can bioenergy ash applications emulate the effects of wildfire on upland forest soil chemical properties?. Soil Science Society of America Journal, [online] 83 S201-S217. http://dx.doi.org/10.2136/sssaj2018.10.0380
Résumé en langage clair
On cherche de plus en plus à produire de l’énergie en utilisant moins de combustibles fossiles et plus de ressources renouvelables. Compte tenu des vastes forêts du Canada, la plus grande partie de la bioénergie au pays est produite par l’industrie du bois d’œuvre et l’industrie papetière, qui brûlent les restants de bois et d’écorce pour produire de la chaleur et de l’électricité. En brûlant, ces matières ligneuses produisent des cendres résiduelles. Compte tenu de leur forte alcalinité, ces cendres sont souvent considérées comme des déchets et sont envoyées dans des sites d’enfouissement; elles contiennent pourtant de grandes quantités de nutriments qui sont essentiels pour les végétaux, comme le calcium et le phosphore. Lorsque les matières ligneuses brûlent durant les feux de forêt, les cendres demeurent dans l’écosystème forestier, où elles fournissent des nutriments essentiels pour le rétablissement de la végétation forestière. Nous avons supposé que les cendres issues de la production de bioénergie pourraient être appliquées aux sols forestiers pour y réintroduire des nutriments essentiels aux écosystèmes forestiers et y provoquer des changements de propriétés du sol semblables à ceux causés par les feux de forêt. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons effectué une méta analyse (l’analyse statistique d’un grand nombre d’expériences indépendantes) pour comparer les effets des feux de forêt et de l’application de cendres issues de la production de bioénergie sur le carbone, l’azote et le pH du sol, de même que sur le calcium et le phosphore disponibles pour les plantes. Nous avons constaté que les feux de forêt et les applications de cendres issues de la production de bioénergie réduisaient le carbone et l’azote du sol, mais que les feux de forêt avaient des effets beaucoup plus importants. Tant les feux de forêt que l’application de cendres font augmenter le pH du sol ainsi que le phosphore et le calcium disponibles, mais l’application de cendres semble avoir un effet plus marqué. Nous avançons que l’application de quantités moindres de cendres issues de la production de bioénergie ou le prétraitement de ces cendres (pour ralentir le rythme auquel les nutriments deviennent disponibles pour les plantes) pourraient faire en sorte que l’application de cendres ait des effets semblables sur les propriétés du sol à ceux des feux de forêt.
Résumé
© Les auteurs, 2019. Avec l’intensification des efforts de lutte contre les changements climatiques au Canada et dans le monde, la production d’énergie à partir de biomasse forestière connaît une expansion rapide. Dans ce contexte, il est urgent d’établir des méthodes respectueuses de l’environnement pour gérer les cendres résultant de la combustion de biomasse. À l’heure actuelle, ces cendres sont souvent envoyées dans des sites d’enfouissement, ce qui exerce une pression considérable sur l’infrastructure d’élimination des déchets du Canada. Certains pays encouragent fortement l’utilisation des cendres issues de la production de bioénergie comme amendement riche en nutriments pour les sols forestiers. Étant donné que l’aménagement des forêts au Canada est souvent fondé sur le paradigme de « l’imitation des perturbations naturelles », les cendres issues de la production de bioénergie pourraient être utilisées pour mieux imiter les effets des feux de forêt dans les peuplements récoltés. Nous avons comparé les valeurs publiées concernant les propriétés chimiques des cendres de feux de forêt et des cendres issues de la production de bioénergie au Canada et en Europe, et nous avons constaté qu’elles présentaient une grande similitude. Nous avons effectué une méta analyse pour examiner les changements touchant les réservoirs de carbone et d’azote du sol, le phosphore extractible, le calcium échangeable et le pH du sol à la suite de feux de forêt et d’applications de cendres issues de la production de bioénergie dans des sites forestiers situés en terrain élevé. Tant les feux de forêt que les cendres issues de la production de bioénergie peuvent réduire les réservoirs de C et de N du sol forestier : dans le cas des feux de forêt, par la combustion directe de la matière organique, et dans le cas de l’application de cendres, par l’augmentation apparente de la décomposition de la matière organique. Tant les feux de forêt que l’application de cendres font augmenter le P extractible, le Ca échangeable et le pH dans les sols minéraux superficiels. Comparativement aux feux de forêt, l’application de cendres issues de la production de bioénergie peut entraîner de plus grandes augmentations du P disponible et du pH des sols minéraux superficiels, mais certains de ces effets pourraient être atténués en limitant les quantités de cendres appliquées ou en prétraitant les cendres de manière à ralentir le taux de libération des nutriments.