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En guise d’introduction aux sols Dominique Arrouays
Looking
at soils Testing
them
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© InfoSol (INRA Orléans)
© A. Richer de Forges
Le sol : interface
© A. Richer de Forges
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Une ressource essentielle non renouvelable,
des services multiples
Le sol…
Les services rendus par le
sol
Production d’aliments et de biomasse Habitat et
patrimoine génétique
© J. Moulin (CA 36) © InfoSol (INRA Orléans)
Environnement physique et culturel
pour l’homme
© C. Schvartz (ISAL)
Stockage, filtration et transformation
Source de matières premières
© J. Moulin (CA 36)
© A. Richer de Forges (CA 45) © InfoSol (INRA Orléans)
© A. Richer de Forges (CA 45)
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Le sol…
Une ressource soumise à de fortes pressions
Les menaces sur le sol
Biodiversité
© J
. S
aute
r (A
RA
A)
Contamination
ponctuelle ou diffuse Inondations et
glissements de terrain Salinisation
Tassement
Artificialisation
Teneurs en
matière organique
© D
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(IN
RA
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Érosion ©
M. E
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RA
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© A. Bispo (Ademe)
© L. Mignaux (Meddtl)
© A
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llan
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© A
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etc.
Le sol
Chaîne alimentaire
Zones habitées Pathogènes
Le sol…
Une ressource à fort impact
Eaux
© A. Richer de Forges
Effet de serre
© Daoud Abnane
© B. Digat (INRA)
© Archives Dernières Nouvelles d’Alsace (DNA)
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Les sols ces inconnus…
Une ressource caractérisée par sa grande variabilité ...
© JC Lacassin (SCP)
© Sol Conseil - Extrait du guide des sols Plaine
Centre Alsace © C. Walter © C. Cam
© C. Cam © JM. Rivière
© C
. W
alte
r
© JC Lacassin (SCP)
qui rend nécessaire une connaissance systématique et spatialisée des sols
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Quel état des sols ?
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Artificialisation
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Artificialisation
Le plus souvent irréversible
Accélération: (6 100 km2) en 7 ans de 2003 à
2009 au lieu de 10 ans de 1993 à 2002
90% aux dépens des terres agricoles
En majorité aux dépens des plus
productives
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Matière organique et stocks de C
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Des évaluations nationales
STOCKS DE C DANS LES
SOLS (0-0.3 m) DE FRANCE
3,2
Milliards
de tonnes
Arrouays et al., 2001 Soil Use and Management,
Martin et al., 2010., Biogeosciences.
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Un exemple de diminution
Saby et al. 2008,
Soil Use Manag.
Altitude
Teneur en carbone
1990-94 1995-99 2000-04
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Médiane cantonale en C
organique (‰)
< 10
10 - 12
12 - 14
14 - 16
16 - 18
18 - 24
24 - 40
> 40
(Source : BDAT, 2006)
Quelles tendances?
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Organic Carbon (%) No Data 0 - 1 1 - 2 2 - 5 5 - 10 10 - 25 25 - 35 > 35
Pourquoi se poser la question du changement climatique
C
°C
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Les sols forestiers pour séquestrer le carbone?
Terres arables = 45 T/ha Forêts = 70 T/ha
![Page 16: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/16.jpg)
Matière organique : les autres enjeux
Structuration et stabilité de la structure
Protection contre la battance et l’érosion
Réservoir d’éléments minéraux
Rétention en eau
Diminution de la compacité
Maintien de la biodiversité
…/…
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Phosphore: trop ou pas assez ?
![Page 18: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/18.jpg)
(Follain et al., Agr. Sust. Dev. 2009)
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1980-85
1990-94
1995-99
(Lemercier et al., 2006; 2008)
Evolution du phosphore en Bretagne
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Beaucoup de sols ont des teneurs en P relativement faibles
Les fortes teneurs sont principalement situées - En zones d’élevage et d’excédents structurels => Et les teneurs continuent d’augmenter - En zones d’anciens épandages d’origine minière => Et les teneurs se stabilisent ou baissent Les apports moyens de P minéral sont en constante
diminution
Quel niveau P des sols de France à long terme ? Mieux gérer les situations d’excès/déficit ? Mieux recycler P ?
Phosphore: trop ou pas assez ?
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Phosphore: Forêt vs agricole
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Et les autres nutriments majeurs ?
![Page 23: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/23.jpg)
Oligo-éléments ?
![Page 24: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/24.jpg)
Source : GIS Sol, RMQS, 2011
![Page 25: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/25.jpg)
Oligo-éléments
Beaucoup de situations de carences potentielles
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« Contamination »
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Source : GIS Sol, RMQS, 2011 ; INRA, BDGSF, 1998
Teneurs totales en plomb
Surface (0-30 cm)
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Retombées en Pb anthropogène
Saby et al. - Science of Total Environment, 2006
Retombées en Pb
anthropogène (g/m²)
143 000 T Pb soit 5,9 T /km²
Un gradient de
contamination
autour de Paris
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Teneurs totales en cadmium
Surface (0-30 cm) Source : GIS Sol, RMQS, 2011 ; INRA, BDGSF, 1998
![Page 30: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/30.jpg)
Surface (0-30 cm)
Teneurs en cuivre extrait à l’EDTA
Source : GIS Sol, RMQS, 2011
http://www.lesannuaires.com/annuaire-vin-vignobles.html
![Page 31: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/31.jpg)
Villanneau et al. 2009.
Chemosphere.
Des POPs parfois omniprésents
![Page 32: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/32.jpg)
Villanneau et al. 2013.
Env. Chem. Letters
Des POPs parfois omniprésents : HAPs
![Page 33: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/33.jpg)
La chlordécone en Basse-Terre
Source : Gis Sol IGCS 2006 ; Cabidoche et al., 2009 ; IGN, Geofla®, 2008
![Page 34: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/34.jpg)
Contamination
Des contaminations diffuses le plus souvent
modérées liées à :
Urbanisation, industrialisation, contexte minier,
certains usages (vignes) et pratiques (lisiers,
anciens épandages de boues, anciens usages
d’organochlorés…). La forêt n’est pas à l’abri…
Une situation globale moins préoccupante que
dans d’autres pays (par ex. UK, D, NL, pays
d’Europe de l’Est…)
![Page 35: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/35.jpg)
Erosion
Enjeu majeur à long terme : au-delà
d’une perte de 1T/ha/an on perd plus
de sol que la nature n’en forme !
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Source : GIS Sol – INRA – SOeS, 2011
![Page 37: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/37.jpg)
Erosion
Des inquiétudes liées à l’augmentation des
évènements extrêmes
Importance du taux de couverture du sol, du
sens de travail du sol
Importance des « barrières » à la
connectivité des ruissellements
Importance d’une gestion à l’échelle des
petits bassins versants
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Biodiversité
![Page 39: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/39.jpg)
ECOMIC-RMQS Microbio-géographie à l’échelle de la France
par application d’outils moléculaires au RMQS
Quantité d’ADN dans les sols en µg/kg de sol
DNA µg/kg
20991.1
1749.58
ADN Sols qPCR ADNr 16S
Texture Occupation
(Dequiedt et al, 2010. Env. Microb. Report)
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Biodiversité
Encore très largement inconnue
Un champ de recherches immense ouvert
par la biologie moléculaire
Une hypothèse biodiversité résilience
Les sols ne sont pas « morts »
![Page 41: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/41.jpg)
Tassement
![Page 42: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/42.jpg)
Tassement
Reste assez inconnu au plan de sa
cartographie nationale des risques
Conséquences plus ou moins réversibles
selon les propriétés des sols
Fortes interrogations en milieu forestier
© A
. B
ispo
(A
dem
e)
![Page 43: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/43.jpg)
Acidification
![Page 44: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/44.jpg)
Médiane cantonale des pH
des sols agricoles de France
1995-1999 2000-2004
Source : GIS Sol, BDAT Source : GIS Sol, BDAT
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Acidification : et sous forêt ?
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Acidification
Ne semble pas être un véritable problème
dans les sols cultivés
A surveiller dans les prairies et forêts ainsi
qu’en situation de semis direct
(acidification possible des premiers
centimètres de surface)
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Aucune
Contamination
Compaction
Battance
Erosion
Baisse en M.
Org.
Acidification
Salinisation
Et les forestiers ?
Les inquiétudes vues par les exploitants
agricoles (enquête du RMQS)
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Quel état des sols aujourd’hui et demain ?
Un bilan « nuancé »… Des points positifs,
mais…
Des préoccupations pour le futur (érosion,
phosphore, artificialisation…)
Des incertitudes (biodiversité, carbone,
tassement, modification des propriétés
hydriques…)
=> Importance des outils de suivi et de la
gestion à long terme
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Nous en savons plus sur les sols de
Mars que sur ceux de la Terre
NASA
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La cartographie des sols
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Peu de changement…
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Les cartes de sol dans le Monde
100 137,044 100 158 Total
31
69
42,261
94,783
68
32
109
49
1:1M or larger
Not complete
% km² x 10³ % Number
Area Countries
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Passer à l’Ere digitale
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GlobalSoilPartnership (FAO)
GlobalSoilMap
Des initiatives mondiales
1st GlobalSoilMap World Conference
(Orléans, 7-9 Oct, 2013.).
https://colloque.inra.fr/globalsoilmap2013
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Water
security
Food
security
Energy
sustainab.
Ecosystem
services
Biodivers.
Protection
Climate
change
Soil
security
Les enjeux globaux
D’après McBratney et al., 2012
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L’exportation et le cycle des nutriments
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Des outils pour le très long terme
Quels sols pour les générations futures ?
Les systèmes d’information du Gis Sol
Quels sols sous les forêts de 2100 ?
Pourquoi les sols forestiers sont-ils sous-
représentés dans les bases de données ?
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![Page 59: En guise d’introduction aux sols - GIP ECOFOR · Phosphore: trop ou pas assez ? Phosphore: Forêt vs agricole . Et les autres nutriments majeurs ? Oligo-éléments ? ... Nous n’héritons](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102921/5b9e785909d3f2fc778bfbd5/html5/thumbnails/59.jpg)
Nous n’héritons pas la terre de nos ancêtres. Nous l’empruntons à nos petits enfants.
Saint-Exupéry