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La qualité écologique des sols au service d’une société durable
Qualité écologique des sols
GE1051 v1 Article de référence

La qualité écologique des sols au service d’une société durable
Qualité écologique des sols

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

Relu et validé le 02 sept. 2020 | Read in English

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Présentation

1 - Écosystème sol

2 - Grandes techniques pour étudier la vie du sol

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

Sommaire

Présentation

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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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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DOI (Digital Object Identifier)

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

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3. La qualité écologique des sols au service d’une société durable

3.1 Transition agroécologique

Pour répondre aux besoins alimentaires croissants d’une population mondiale en forte croissance démographique depuis les années 50, l’agriculture a évolué vers la mise en place d’un modèle productiviste basé sur le recours intensif à la mécanisation et à l’utilisation d’intrants chimiques. Il est maintenant reconnu que ce type d’agriculture entraîne de nombreuses externalités négatives sur l’environnement et la santé humaine. Plus de soixante ans de travail intensif des sols, d’utilisation de produits phytosanitaires et d’engrais chimiques ont amené à une dégradation de la qualité physique, chimique et biologique des sols. Aujourd’hui il est acté qu’en France, 20 % des sols sont soumis à des processus d'érosion importants, que plus de 4 000 sites pollués sont référencés, et qu’il y a une baisse globale de la teneur en carbone des sols agricoles (rapport 2011 sur l’état des sols en France, GisSol, ). Dans ce contexte, il devenait urgent de changer de modèle d’agriculture, ce qui a mené dans les années 2000 à la mise en place du concept de transition agroécologique porté par le ministère de l’Agriculture et dont les instituts de recherche comme l’INRA, l’IRD et l’IRSTEA se sont emparés.

Dans le cas des sols agricoles, la transition agroécologique a mené à une meilleure connaissance de la biodiversité et de l’écologie des sols, puisque le concept de base est de se baser sur les fonctions portées par les organismes vivants du sol pour pallier la réduction des intrants chimiques (pesticides, engrais) et la mécanisation de l’agriculture moderne. En d’autres termes, l’objectif est de préserver la qualité biologique du sol pour mieux l’utiliser, voire la piloter. Ce pilotage se fera par des pratiques agricoles adaptées qui seront démontrées comme vertueuses pour les organismes du sol. En prérequis à ce pilotage, il faut donc connaître l’état biologique des sols agricoles et l’impact des pratiques actuelles pour sélectionner les plus vertueuses ou en inventer des nouvelles.

Agroécologie

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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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