Rôle des fertilisants azotés dans l'érosion chimique des bassins versants carbonatées : implication dans la consommation de CO2 et la composition chimique des eaux de surface

par Anne-Sophie Perrin

Thèse de doctorat en Biogéochimie de l'environnement

Sous la direction de Anne Probst et de Jean-Luc Probst.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les fertilisants azotés sont une source majeure d'acidité pour les sols, et les carbonates, très réactifs, en sont les principaux régulateurs par le biais des processus d'altération. Cette perturbation de l'altération naturelle des carbonates est susceptible de modifier le bilan de carbone de la boucle de l'altération. Différentes approches, à l'échelle de sols et de petits bassins versants du sud ouest de la France (Gascogne) et à l'échelle globale ont ainsi permis de mieux contraindre l'impact de ces modifications sur la qualité des eaux de surface et sur le bilan global du carbone. Les processus d'altération induits par les fertilisants azotés en zones d'agriculture intensive entraîneraient une diminution de la proportion de l'alcalinité par rapport aux calcium et magnésium (mesuré en zone naturelle), correspondant à un minimum de 5,7 à 13,4% et 1,6 à 3,8% du CO2 consommé annuellement par l'altération des carbonates en France et dans le monde respectivement. Cette diminution représente 6 à 15% de la consommation annuelle globale de CO2 par l'altération des silicates. Des expérimentations menées sur colonnes de sols ont montré que la nitrification de l'ammonium accroît les flux de cations par les eaux de drainage et entraîne l'émission directe de quantités considérables de CO2 vers l'atmosphère. Des bilans d'éléments et d'altération des carbonates établis à partir du suivi intensif de deux petits bassins versants agricoles (le Montoussé et le Hay) ont mis en évidence le rôle joué par l'hydrologie, la végétation et la précipitation secondaire de calcite dans la perte relative de consommation de CO2 lors de l'altération des roches carbonatées en zones agricoles.

  • Titre traduit

    Impact of nitrogenous fertilizers on chemical weathering of carbonate watersheds : implications for carbon dioxide consumption and chemical composition of surface waters


  • Résumé

    Nitrogenous fertilizers are a major contributor of acidity to soils and carbonate bedrocks, as a result of their high reactivity, are the main buffers through mineral weathering reactions. This perturbation of natural carbonate weathering processes is susceptible to modify the carbon budget of the weathering loop. Different approaches, from soil and small catchment experiments in the south-west of France (Gascogne area) to global scale estimations allowed us to better constrain the impact of these modifications on the quality of riverine water and on the global carbon budget. Carbonate weathering processes induced by nitrogenous fertilizers would decrease the proportion of alkalinity (and thus of carbon) in relation to calcium and magnesium ions by a minimum of respectively 5,7 to 13,4% and 1,6 to 3,8% of the CO2 naturally consumed by carbonate weathering in France and on a global scale. This decrease represents 6 to 15% of the CO2 consumed by silicate weathering on a global scale. Experimentations on soil columns showed that nitrification processes of ammonium ions increase cations fluxes in drainage soil solutions and lead to direct CO2 emissions to the atmosphere. Elements and carbonate weathering budgets, measured from intensive surveys of elements fluxes in two small agricultural catchments (the Montoussé and the Hay catchments) highlighted the role of hydrology, vegetation and secondary precipitation of calcite in the relative loss of CO2 consumption by carbonate weathering in agricultural areas.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (314 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 269-287

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008TOU30345
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