♦ Quantité de carbone stockée dans un écosystème sous des conditions déterminées de l'environnement et de régime de perturbations naturelles, donc excluant toute perturbation d'origine anthropique.

> Chaque année, sur les 8,9 gigatonnes (Gt) de carbone rejetées dans l'atmosphère en raison des activités humaines, 2,5 sont absorbées par les écosystèmes terrestres et 2,3 par les océans. Les gigatonnes restantes, en s'accumulant dans l'atmosphère, participent au réchauffement de la planète.
Il existe deux cycles du carbone en interaction étroite, mais répondant à des échelles de temps très différentes : un cycle court, qui implique le vivant, les océans de surface et les sols et un cycle long dans lequel interviennent les profondeurs des océans, les roches et sédiments, les volcans et les combustibles fossiles.

Les réservoirs de carbone sur terre sont :

• Roches et sédiments : 66.000.000 Gt
• Océan profond : 38.000 Gt
• Combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon) : 5.000 Gt
• Sols : 1.560 Gt
• Océans de surface : 1.000 Gt
• Atmosphère : 800 Gt (600 Gt avant l'industrialisation)
• Biomasse (végétaux et animaux) : 610 Gt.

L'océan absorbe du carbone par deux mécanismes : une pompe physique et une pompe biologique. La pompe physique vient de la dissolution du CO₂ atmosphérique dCycle du carbone
Credit - https://www.les-crises.fr/climat-4-cycle-carbone/

> Dans les eaux de surface : elle égalise la concentration en CO₂ de chaque côté de l'interface eau/air. Ce mécanisme permet de stocker du carbone en profondeur pendant environ 1 000 ans (échelle de temps de la circulation océanique profonde). La pompe biologique est due à l'activité du phytoplancton de surface : par photosynthèse, il fixe le CO₂ dissous dans les eaux de surface, réduisant ainsi la quantité de CO₂ en surface, donc augmentant l'absorption. À leur mort, les organismes tombent puis sédimentent, stockant le CO₂ dans les sédiments océaniques pendant plusieurs dizaines de milliers d'années. Cependant, ce phytoplancton est sensible à l'acidité : l'acidification de l'océan par l'augmentation de la concentration en CO₂ risque donc d'en réduire la quantité, et, par là-même, l'efficacité de la pompe biologique. Par ailleurs, la végétation aquatique dans les zones côtières contribue significativement à la séquestration du carbone dans les sédiments océaniques, dont on estime qu'entre 50 et 71 % provient de ces écosystèmes côtiers.

> La végétation absorbe le CO₂ par photosynthèse, en particulier lors de sa croissance. Ce carbone est ensuite stocké, d'abord dans les végétaux, puis à leur mort dans le sol. Tous les sols ne stockent pas la même quantité de carbone, ni pendant la même durée, mais de façon générale, les forêts, les tourbières et les prairies naturelles stockent plus de carbone que les terres agricoles cultivées intensivement.

> Les tourbières occupent la première place dans la hiérarchie des écosystèmes terrestres stockant le plus de carbone. En raison de conditions asphyxiantes (présence d'eau permanente), le taux de décomposition des végétaux accumulés est très faible, conduisant à une accumulation de matière organique, donc de carbone. Exploitées depuis des temps immémoriaux comme source de combustible, elles sont aujourd'hui gravement menacées à plus large échelle. Dans de nombreux pays, elles subissent des drainages visant à créer des terres cultivables, ce qui augmente le risque d'incendie dans ces milieux fragiles et réamorce les processus de décomposition.

> Les tourbières tropicales abritent l'une des plus grandes réserves de carbone à l'état organique du monde, réserve qui en contiendrait environ 89 000 téragrammes (1 Tg est égal à un milliard de kilogrammes). L'Indonésie recèle quelques 65 % de cette réserve de carbone. Le défrichement des forêts tropicales indonésiennes, afin de cultiver des palmiers pour l'huile de palme, provoque le relâchage de dioxyde de carbone. Ainsi, la déforestation tropicale contribue à 18 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. On estime que le bilan carbone d'une forêt ayant subi une coupe rase redevient positif seulement au bout de 15 ans. L'exploitation des forêts primaires a donc des impacts durables sur leurs capacités de stockage de carbone, même si elles sont reboisées par la suite.
En imperméabilisant les sols, leurs capacités de stockage de carbone deviennent limitées. De plus, l'étalement urbain contribue au gaspillage énergétique. Cette artificialisation des sols est un processus irréversible.

> Les habitats tels que les mangroves, marais saumâtres, herbiers marins et récifs coralliens représentent plus de 50 % du stock de carbone sédimentaire des océans. Ces écosystèmes stockent l'équivalent de la moitié des émissions annuelles du secteur du transport. La biomasse des océans ne représente que 0,05 % de la biomasse terrestre, et pourtant, elle capte près de 55 % du carbone utilisé par les végétaux.

> L'écosystème forestier (et en particulier le système arbre/sol) est, après le plancton océanique et avec les tourbières et les prairies, le principal puits de carbone naturel planétaire, essentiel au cycle du carbone. Il accumule d'énormes quantités de carbone dans le bois, les racines, le sol et l'écosystème via la photosynthèse. L'ONU/FAO estime que « l'expansion des plantations d'arbres pourrait compenser 15 % des émissions de carbone des combustibles fossiles » dans la première moitié du XXI^ème siècle sous réserve qu'elles ne le relarguent pas prématurément, et qu'on n'ait pas surestimé les surfaces enforestées et leur capacité de stockage et qu'il ne s'agisse pas que de plantations d'essences à croissance rapide.
En effet, les plantes absorbent le CO₂ de l'atmosphère, stockant une partie du carbone prélevée et rejetant de l'oxygène dans l'atmosphère. Chez les arbres, les essences pionnières, à croissance rapide (peuplier, saule ou bouleau en zone tempérée, bois-canon, creux, à la manière du bambou, en zone tropicale), n'absorbent généralement que peu de carbone et le relarguent vite et facilement. Au contraire, les bois durs et denses en contiennent plus, et pour le plus longtemps, mais ils croissent généralement bien plus lentement (siècles à millénaires pour les «  très gros bois »). À maturité, l'absorption est moindre, mais le carbone représente 20 % de leur poids (en moyenne, et jusqu'à 50 % et plus pour des bois denses tropicaux).

> Quand l'arbre meurt, il est décomposé par des communautés saproxylophages (bactéries, champignons et invertébrés) qui recyclent son carbone sous forme de biomasse, nécromasse (cadavres, excrétas et excréments de ces organismes) et sous forme de gaz (CO₂, méthane, libérés dans l'atmosphère ou l'eau). La forêt et d'autres écosystèmes continueront à stocker ou recycler ce carbone par une régénération naturelle. Toutes les forêts tempérées (hors incendies et exploitation) accumulent le carbone. Une grande partie des forêts tropicales (hors forêts tourbeuses) sont réputées stables (source = puits), et les forêts boréales jouent un rôle plus complexe (plus sensibles aux défoliations et au feu).
Il arrive localement que les arbres morts, les roseaux et les plantes des marais se décomposent lentement et imparfaitement, en conditions anaérobies, sous la surface du marais, produisant des tourbes. Le mécanisme est suffisamment lent pour que, dans la plupart des cas, le marais grandisse assez vite et permette de fixer plus de carbone atmosphérique que ce qui est libéré par la décomposition. Un quart du carbone absorbé par les forêts l'est par les plantes et le sol.

> Il est distingué quatre différents stocks de carbone :

• la biomasse aérienne dans les tiges, les souches, les branches, l’écorce, les graines et le feuillage ;
• la biomasse souterraine dans les racines vivantes. Les radicelles de moins de deux mm de diamètre sont exclues car il est souvent difficile de les distinguer empiriquement de la matière organique du sol ou de la litière ;
• le carbone du bois mort, hors de la litière, soit sur pied, soit gisant au sol, soit dans le sol. Le bois mort comprend le bois gisant à la surface, les racines mortes et les souches ;
• le carbone de la litière, présent dans toute la biomasse non vivante dont le diamètre est inférieur au diamètre minimal pour le bois mort, gisant à différents stades de décomposition au-dessus du sol minéral ou organique ;
• le carbone organique dans le sol, présent dans les sols minéraux et organiques (y compris les tourbières).

Dans un contexte climatique incertain, certaines forêts plus vulnérables peuvent devenir des sources de CO₂, notamment en cas d'incendie, ou provisoirement après les grands chablis couchés par de fortes tempêtes ou après les grandes coupes rases.
Les travaux (2017) issus des données du satellite OCO-2 montrent que dans les années 2010, près d'un quart du CO₂ anthropique est absorbé par l'océan (en l'acidifiant) et un autre quart est absorbé par les sols et écosystèmes terrestres, mais les lieux et processus de puits terrestres de carbones restent mal cernés en particulier concernant les parts respectives des forêts tempérées, tropicales et équatoriales, eurasiennes notamment.

♦ Équivalent étranger : Carbone storage capacity.