L’atmosphère est composée dřazote (78,1%) et d’oxygène (20,9%), avec un certain nombre de gaz à l’état de trace dont lřargon (0,93%), l’hélium et les gaz à effet de serre (GES) tels que le dioxyde de carbone CO2 (379 ppmv) ou l’ozone. En outre, lřatmosphère contient également de la vapeur d’eau, dont la proportion est très variable, mais dont la quantité est généralement de 1% (IPCC, 2001 ; IPCC, 2007a). Ces composants de l’atmosphère contribue à « l’effet de serre naturel » qui n’est autre que le processus permettant à l’atmosphère de se maintenir à une température de +15°C, condition indispensable à la vie sur Terre (-18°C sans effet de serre naturel). En effet, la Terre reçoit son énergie du soleil quřelle (et l’atmosphère) absorbe en partie et renvoie le reste dans l’espace sous forme de rayonnement infrarouge. Mais une partie de cette énergie est interceptée par les GES, permettant ainsi le réchauffement de la Terre.

Toutefois, si ces GES sont naturellement présents dans l’air, les activités anthropiques au cours de ces 200 dernières années (depuis la révolution industrielle), en produisent de plus en plus, particulièrement le CO2 , la méthane (CH4 ) et le protoxyde dřazote (N2O)   ; d’autres gaz actuellement présents dans l’atmosphère (chloro-fluorocarbones et soufre en ppb ) sont uniquement issus des activités industrielles. La concentration atmosphérique de CO2 a augmenté de 31% depuis 1750.

Cette augmentation de la concentration atmosphérique en GES constitue un surplus artificiel de GES essentiellement dřorigine anthropique qui serait responsable du réchauffement du climat. Ce dernier est donc attribué directement ou indirectement à une activité humaine altérant la composition de l’atmosphère mondiale et qui vient s’ajouter à la variabilité naturelle du climat observée au cours de périodes comparables (CCNUCC, 1992)

De plus, on observe un lien direct entre l’augmentation de l’effet de serre et le réchauffement de la planète  , lien montré par l’observation du réchauffement du climat de la Terre au cours de cette même période de temps (depuis la révolution industrielle) (Hansen and Sato, 2004). L’augmentation totale de température de 1850-1899 à 2001-2005 est de 0,76 °C (± 0,19). La vitesse moyenne du réchauffement au cours des cinquante dernières années, qui varie de 0,10 à 0,16°C par décennie, est environ le double de la vitesse moyenne pour les cent dernières années (IPCC, 2007a). Ce phénomène est aussi accompagné par la fonte généralisée de la neige et de la glace, et l’élévation du niveau moyen mondial de la mer (IPCC, 2007).

A noter que, les GES responsables du changement climatique présentent des caractéristiques différentes et ne se conduisent pas de la même manière ; certains (CO2 , CH4 et NOx ) sont très efficaces même en petite quantité, donc retiennent davantage de rayonnement infrarouge (IPCC, 2007b).

De tout ceci, la quantité de CO2 dans lřatmosphère et sa dynamique constituent lřun des focus des recherches à l’encontre du réchauffement global ; mais à noter que cette quantité est contrôlée par le cycle global de C du système terrestre, dont l’écosystème forestier.

En d’autres termes, les forêts constituent un composant important dans le changement global parce qu’elles peuvent présenter, selon leur mode de gestion, un impact positif ou négatif du changement climatique induit par l’homme (Schimel et al., 2001; Canadell et al., 2007; Heimann and Treichstein, 2008). En effet, on observe une grande capacité de stockage de C due à l’absorption du CO2 de l’atmosphère pour une forêt en croissance (fonction puits de C). Mais on pourrait aussi s’attendre à un retour d’une quantité considérable de C accumulées par une forêt âgée dans l’atmosphère si cette forêt a été perturbée (fonction source) (Locatelli and Lescuyer, 1999; Houghton and Goodale, 2004; Luyssaert et al., 2008).

Les processus naturels d’échange de C entre l’atmosphère, la végétation et le sol à l’échelle de la parcelle sont  : (i) la photosynthèse (réaction biochimique qui, grâce à l’énergie lumineuse, transforme des molécules d’eau et le CO2 atmosphérique en molécules d’O2 et de glucides ou matière organique) ,(ii) la respiration autotrophe (plante) et (iii) la respiration hétérotrophe (activité microbienne et tous les microorganismes) (Cao and Woodward, 1998; Malhi et al., 1999). Le stock de C de la végétation d’un écosystème forestier résulte donc de la différence entre les taux de production et de décomposition de la biomasse (IPCC, 2007). Pour le carbone organique du sol, il existe aussi dřautres processus, tel le transfert de matière organique sous forme solide et soluble (dépôt, érosion, ruissellement, lixiviation) (Bernoux et al., 2004). De ces processus, les écosystèmes forestiers ont un potentiel de stockage correspondant à un puits global de 2,8 GtC.an-1.