Le Priming Effect dans le sol : mécanismes, acteurs et conséquences sur les services écosystémiques dans un contexte de changement global - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Access content directly
Journal Articles (Review Article) Étude et Gestion des Sols Year : 2022

Le Priming Effect dans le sol : mécanismes, acteurs et conséquences sur les services écosystémiques dans un contexte de changement global

Abstract

The priming effect (PE) is a key mechanism contributing to the carbon balance of the soil ecosystem. Almost 100 years of research since its discovery in 1926 have led to a rich body of scientific publications to identify the drivers and mechanisms involved. A few review articles have summarised the acquired knowledge; the last major one was published in 2010. Since then, knowledge on the soil microbial communities involved in PE and in PE + C sequestration mechanisms has been considerably renewed. This article reviews current knowledge on soil PE to state to what extent new insights may improve our ability to understand and predict the evolution of soil C stocks. We propose a framework to unify the different concepts and terms that have emerged from the international scientific community on this topic, report recent discoveries, and identify key research needs. Seventy percent of the studies on the soil PE were published in the last 10 years, illustrating a renewed interest for PE, probably linked to the increased concern about the importance of soil carbon for climate change and food security issues. Among all the drivers and mechanisms proposed along with the different studies to explain PE, some are named differently but actually refer to the same object. This overall introduces “artificial” complexity for the mechanistic understanding of PE, and we propose a common, shared terminology. Despite the remaining knowledge gaps, consistent progress has been achieved to decipher the abiotic mechanisms underlying PE, together with the role of enzymes and the identity of the microbial actors involved. However, including PE into mechanistic models of SOM dynamics remains challenging as long as the mechanisms are not fully understood. In the meantime, empirical alternatives are available that reproduce observations accurately when calibration is robust. Based on the current state of knowledge, we propose different scenarios depicting to what extent PE may impact ecosystem services under climate change conditions.
Le « priming effect » (PE) est un mécanisme clé contribuant au bilan de carbone de l'écosystème sol. Depuis sa découverte en 1926, près de 100 ans de recherche ont conduit à un riche corpus de publications scientifiques pour identifier les déterminants et les mécanismes impliqués. Quelques articles de synthèse ont résumé les connaissances acquises, le dernier datant de 2010. Depuis, les connaissances sur les communautés microbiennes du sol impliquées dans le PE ainsi que dans les mécanismes de séquestration du C se sont considérablement renouvelées. En conséquence, il est aujourd’hui nécessaire de faire le point et de déterminer dans quelle mesure ces nouvelles connaissances peuvent améliorer notre capacité à comprendre et à prédire l'évolution des stocks de C du sol. Cet article passe en revue les connaissances actuelles sur le PE du sol. Nous rappelons l'historique de la recherche sur le PE et nous proposons un cadre pour unifier les différents concepts et termes qui ont émergé de la communauté scientifique internationale sur ce sujet. Enfin nous rapportons les découvertes récentes et identifions les principaux besoins de recherche. Pas moins de 70 % des études sur le PE du sol ont été publiées au cours des 10 dernières années, illustrant un regain d'intérêt pour le sujet, probablement lié à la prise de conscience croissante du rôle du carbone du sol dans le changement climatique et la sécurité alimentaire. Parmi tous les déterminants et mécanismes proposés au fil des études destinées à expliquer le PE, certains ont été nommés différemment mais font en réalité référence au même objet. Ceci introduit une complexité « artificielle » pour la compréhension mécaniste du PE et nous préconisons d’utiliser par la suite une terminologie commune et partagée. D’importants progrès ont été réalisés pour déchiffrer les mécanismes abiotiques sous-jacents au PE, ainsi que le rôle des enzymes et l'identité des acteurs microbiens impliqués. Cependant, la prise en compte du PE dans les modèles mécanistes de dynamique des SOM reste un défi tant que les mécanismes ne sont pas entièrement compris. En attendant, des alternatives empiriques sont disponibles qui reproduisent les observations avec précision lorsque le calibrage est robuste. Sur la base de l'état actuel des connaissances, nous proposons différents scénarios décrivant dans quelle mesure le PE peut avoir un impact sur les services écosystémiques dans des conditions de changement climatique.
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hal-03685054 , version 1 (06-10-2023)

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Cite

Laetitia Bernard, Isabelle Basile-Doelsch, Delphine Derrien, Nicolas Fanin, Sébastien Fontaine, et al.. Le Priming Effect dans le sol : mécanismes, acteurs et conséquences sur les services écosystémiques dans un contexte de changement global. Étude et Gestion des Sols, 2022, 29, pp.239-274. ⟨hal-03685054⟩
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