Temperature and the boreal-subarctic maximum in soil organic carbon La température et l’acccumulation maximale de matière organique dans les régions boréales et subarctiques du sol Temperatur und maximale Akkumulation organischen Materials in den borealen und arktischen Gebieten

Abstract

On the plains of central North America and western Siberia, soil carbon storage and cover by organic soils are highest in the region with mean annual soil temperatures near 0° C, and generally decrease to the north and south. The location of this large soil carbon sink in the boreal and subarctic is probably due in part to the low heat availability in the soil as compared to the air in these regions. The thermal advantage of the air environment gives green plants a metabolic advantage over decomposers in the soil, which favors soil carbon accumulation. The thermal advantage of the air environment relative to the soil is greatest where mean annual soil temperatures are near or a few degrees below the lower limit of biological activity for cold-adapted soil organisms and plants, i.e. near 0° C.

Résumé

Dans les plaines du centre de l'Amérique du Nord et de la Sibérie occidentale, l'accumulation du carbone organique dans le sol et l'étendue des sols tourbeux sont maximales là où les températures annuelles moyennes du sol sont près de 0° C et diminuent généralement vers le nord et le sud. La présence de ce grand bassin de carbone dans les régions boréale et subarctique est probablement le résultat d'une faible provision de chaleur dans le sol comparativement à celle de l'air. Cela procure à l'air un « avantage thermique » qui permet le métabolisme des plantes vertes, contrairement à la très faible capacité de décomposition des microorganismes présents dans le sol, ce qui favorise l'accumulation du carbone. Cet « avantage thermique » de l'air est maximal là où les températures moyennes annuelles du sol sont près ou à quelques degrés sous la limite inférieure de l'activité biologique des organismes adaptés au froid et des plantes, soit près de 0° C.

Zusammenfassung

In den Ebenen von Zentral-Nordamerika und West-Sibirien wird eine maximale Akkumulation und Ausdehnung von organischem Kohlenstoff im Boden da erreicht, wo die durchschnittlichen jährlichen Bodentemperaturen um die 0° C sind, und sie nimmt im Allgemeinen nach Norden und Süden ab. Das Vorhandensein dieses breiten Kohlenstoff-Beckens in dem borealen und subarktischen Gebiet ist wahrscheinlich auf das geringe Wärme-Vorkommen im Boden im Vergleich zu der Luft zurückzuführen. Der "thermische Vorteil" der Luftumgebung begünstigt den Stoffwechsel der grünen Pflanzen gegenüber den Zersetzungsprozessen in der Erde, was die Kohlenstoffakkumulation im Boden begünstigt. Der "thermische Vorteil" der Luftumgebung im Verhältnis zum Boden ist da am größten, wo durchschnittliche jährliche Bodentemperaturen nahe bei oder einige Grad unter der unteren Grenze der biologischen Aktivität von an Kälte angepassten Boden-Organismen und Pflanzen sind, d.h. nahe bei 0 °C.