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1 - ÉCOSYSTÈME SOL

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3 - LA QUALITÉ ÉCOLOGIQUE DES SOLS AU SERVICE D’UNE SOCIÉTÉ DURABLE

4 - LA QUALITÉ ÉCOLOGIQUE DES SOLS AU SERVICE DES VILLES DURABLES

5 - RÉSILIENCE ÉCOLOGIQUE DES SOLS

6 - LES SCIENCES PARTICIPATIVES AU SERVICE DES SOLS

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : GE1051 v1

Résilience écologique des sols
Qualité écologique des sols

Auteur(s) : Pierre-Alain MARON, Lionel RANJARD

Relu et validé le 02 sept. 2020

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RÉSUMÉ

Le sol ne doit plus être considéré comme un simple support inerte de production, mais comme un écosystème complexe avec un patrimoine biologique riche et fonctionnel, à même de fournir des fonctions et des services pour les sociétés humaines : production alimentaire, mitigation des changements climatiques, dépollution… Cet article décrit les grandes avancées de la recherche dans le domaine de l’écologie des sols ayant permis le développement d’outils et fortement amélioré les connaissances sur la biodiversité des sols. Ces avancées permettent aujourd’hui de développer des politiques de préservation de cette ressource en système rural et urbain afin de l’utiliser de façon durable.

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ABSTRACT

Ecological quality of soils

Soil must no longer be considered as a simple inert support for production but as a complex ecosystem with a rich functional biological heritage that carries out functions and services for human societies: food production, mitigation of climate change, decontamination… In this article we describe the major advances in soil ecological research over the past 20 years, which have culminated in the development of powerful tools and greatly improved our knowledge of soil biodiversity. These advances are now being used to develop strategies for the preservation and sustainable use of this resource in rural and urban systems.

Auteur(s)

  • Pierre-Alain MARON : Directeur de recherche - UMR Agro écologie, centre INRA Dijon, France

  • Lionel RANJARD : Directeur de recherche - UMR Agro écologie, centre INRA Dijon, France

INTRODUCTION

Depuis longtemps et jusqu’à récemment le sol a été le domaine des pédologues et des géologues et a été défini par ces domaines scientifiques. Pour les géologues, le sol est une couche presque insignifiante à la surface de l’écorce terrestre, qui peut représenter quelques centimètres jusqu'à plusieurs mètres d’épaisseur. Pour les pédologues, le sol est une matrice en trois dimensions (horizontale, verticale et temporelle), constitué par l’assemblage de particules minérales (sables, limons, argiles) en agrégats de différentes tailles, formes et stabilité. Cette structuration physique lui confère une forte complexité. À ce titre, le sol représente la matrice environnementale la plus hétérogène et structurée de notre planète.

Alors que l’écologie est un domaine scientifique qui est apparu au XVIIIe siècle, les écologues ont commencé sérieusement à s’intéresser au sol depuis une soixantaine d’années. Les raisons de ce désintérêt résultent dans la complexité de cette matrice, de son inaccessibilité, mais aussi sûrement dans la nature « ordinaire » de la biodiversité qu’il héberge, de loin moins porteuse médiatiquement que la diversité des espèces emblématiques connues du grand public. À tout ceci, il faut ajouter que le sol pâtit d’une image culturelle un peu négative qui l’assimile à un lieu de sépulture ou d’enfouissement de déchets. Toutefois, ce regain d’intérêt de la part des écologues, couplé à des évolutions technologiques et méthodologiques très importantes dans nos capacités à caractériser le vivant, a engendré une évolution presque exponentielle des connaissances sur la biologie et l’écologie du sol ces dernières années. Ainsi, ces cinq dernières années plus de 5 000 articles sur l’écologie du sol ont été publiés sur les 15 000 référencés depuis 1950 (source Web of science, 2019 ).

Cette accumulation de nouvelles connaissances a permis de considérer le sol différemment, non plus comme un simple support inerte de production alimentaire ou de construction, mais comme un écosystème qui renferme presque 1/3 de la diversité biologique de notre planète. De plus, cette biodiversité est maintenant démontrée comme fondamentale dans la production de services écosystémiques nécessaires au développement et à la durabilité de notre société. Son importance a notamment été réaffirmée dans le récent rapport de l’IPBES (Plateforme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques) pointant l’accélération du taux d’extinction des espèces et l’urgence d’entreprendre des actions de restauration et de protection des milieux, dont le sol, pour le bien de tous (pour information, consulter  https://www.ipbes.net/news/Media-Release-Global-Assessment-Fr).

Dans cet article, nous présentons le bilan des connaissances actuelles sur le sol en tant qu’habitat pouvant héberger une très grande diversité d’organismes vivants de taille, de forme et de ressources génétiques différentes. Ce bilan de connaissances sera complété par une description des outils de caractérisation de ces différents organismes, certains pouvant être piégés et observés alors que d’autres, plus microscopiques (bactéries, champignons), ne peuvent être étudiés finement que par des approches de biologie moléculaire basées sur l’étude de l’ADN extrait du sol. Enfin, nous ferons le lien entre cette qualité écologique des sols et leur rôle dans la durabilité de nos modes de production et de vie. Plus précisément, nous décrivons l’importance de la préservation de la qualité écologique des sols comme un enjeu majeur dans le contexte actuel de transition vers des modèles de gestion durables des espaces ruraux et urbains.

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KEYWORDS

biodiversity   |   ecology   |   agriculture   |   sustainable city   |   soil

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-ge1051


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5. Résilience écologique des sols

La résilience d’un sol correspond à la vitesse à laquelle il est capable de se réhabiliter lorsqu’il est dégradé. D’un point de vue écologique, cela correspond à la capacité des communautés d’organismes qui l’habitent à retrouver un niveau d’abondance, de diversité et d’activité identique à celui avant la perturbation. La résilience représente la part dynamique de la stabilité d’une communauté alors que la résistance représente la part statique de cette stabilité (cf. figure 25).

Comme la résilience est une vitesse et donc un processus dynamique, ce qui importe pour les productions agricoles, c’est que la résilience ne soit pas supérieure à une génération humaine pour que le sol puisse remplir de nouveau ses fonctions de productivité alimentaire. La résilience est fonction du type d’organismes et de fonctions dégradées par la perturbation car les capacités de réhabilitation biologique vont être plus ou moins rapides en fonction des organismes impliqués.

Par exemple, dans le cas des micro-organismes qui possèdent le temps de génération le plus court et la plus grande capacité d’adaptation aux perturbations environnementales, la résilience pourra être assez rapide. En conditions contrôlées et optimales, la capacité d’un sol à réhabiliter sa stabilité structurale sur la base de la réinoculation d’une vie microbiologique riche et diversifiée peut ainsi s’obtenir en quelques semaines (cf. figure 26).

La figure 27 montre une expérience qui a été faite en plein champ pour évaluer la réponse des communautés bactériennes indigènes à un apport répété de métal lourd. Cette expérience montre que les deux doses d’apport de métal lourd provoquent des modifications significatives de la composition bactérienne et ceci à chaque apport répété. L’amplitude des modifications est fonction de la dose apportée. Ces modifications disparaissent avec le temps, ce qui correspond au processus de résilience écologique. Pour la dose faible, l’amplitude des modifications est de plus en plus faible à chaque nouvel apport. Ceci s’explique par un processus de préadaptation de la communauté,...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   *  -  Web of science : http://apps.webofknowledge.com/WOS_GeneralSearch_input.do?product=WOS&search_mode=GeneralSearch&SID=E6eXswEf5X4ibQRj9aw&preferencesSaved= (2019).

  • (2) -   *  -  https://www.gissol.fr/donnees/cartes/les-sols-dominants-de-france-metropolitaine-1491

  • (3) - SWIFT (M.J.), HEAL (O.W.), ANDERSON (J.M.) -   Decomposition in Terrestrial Ecosystems.  -  Blackwell, Oxford (1979).

  • (4) -   Rapport de l'Évaluation française des écosystèmes et des services écosystémiques.  -  https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/levaluation-francaise-des-ecosystemes-et-des-services-ecosystemiques#e1 (2017).

  • (5) - FAO -   *  -  . – http://www.fao.org/soils-2015/fr/ (2015).

  • (6) - Millennium Ecosystem Assessment (MEA) -   Four Volumes :...

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