Réseaux de mesures et inventaires de la biodiversité du sol

Des outils de mesures et d'inventaires des sols et de leurs habitants

Il s'avère de plus en plus indispensable de dresser le bilan de l'état des sols en France et de suivre leur évolution afin de prévenir le risque d'altération de leur biodiversité et d'entreprendre à temps des actions de protection. Pour cela, des dispositifs de surveillance de la qualité des sols, tels que le Réseau de mesures de la biodiversité du sol (RMQS) et le Programme « Inventaire, gestion et conservation des sols » (IGCS) ont été mis en œuvre par le Groupement d'intérêt scientifique « GIS Sol », constitué par le regroupement de ministères (en charge de l'agriculture et de l'environnement), de l'Ademe et d'organismes de recherche (Inra, IRD et IFN).

Mis en place depuis 2002, le RMQS constitue un cadre national pour l'observation de l'évolution de la qualité des sols et représente un outil précieux pour une gestion durable des sols. Provenant de campagnes d'observations et de mesures lancées tous les 10 ans, ce réseau s'appuie sur une grille de 2200 points (ou sites d'observation) qui couvrent le territoire national en le découpant en mailles de 16 km de côté. Au centre de chaque maille sont réalisées des observations et des prélèvements d'échantillons de sols. Le suivi de propriétés physico-chimiques des sols associé à la connaissance des sources de contamination et à l'historique des pratiques de gestion de chaque site, permet de dresser un bilan de la qualité des sols et de suivre son évolution au cours du temps. Ce réseau est largement utilisé pour approfondir nos connaissances sur la biodiversité du sol et son évolution. Actuellement, ce réseau repose essentiellement sur la mesure des propriétés physiques et chimiques des sols mais il est envisagé, à moyen et long terme, d'intégrer les propriétés biologiques lorsque des méthodes de mesure (bio-indicateurs) seront disponibles et validées.© Inra Photothèque / THUBERT Jacky

Des actions d'inventaire cartographique et de constitution des bases de données sur les sols de France sont également menées à travers le programme IGCS qui met l'accent sur la cartographie des sols à l'échelle de 1/250 000. Cet inventaire exhaustif du territoire qui devrait se finaliser en 2012 couvre en 2008 plus de 70% du territoire en termes de levés pédologiques. Les bases de données de ce programme sont utilisées au service de la diversité biologique des sols.

Le projet WebSol devrait bientôt valoriser ces données à travers une interface Web qui faciliterait la mise à disposition des connaissances sur les sols et l'extraction simplifiée des données pédologiques à destination de nombreux utilisateurs potentiels et du grand public.

Applications de l'IGCS au service de la biodiversité

La diversité biologique des sols et les espèces associées sont étudiées à partir des bases de données issues du programme « Inventaire gestion et conservation des sols » (IGCS) afin d'en optimiser la gestion et la préservation.
Le sol est un réservoir de biodiversité encore assez méconnu. Les conséquences des activités humaines - contamination, érosion, acidification, salinisation, imperméabilisation, dérèglement climatique - menacent ses communautés animales et végétales. Face à ces menaces, les potentialités offertes par les sols pour le maintien de la richesse en espèces de flore ou de faune terrestre ou pour gérer la diversité paysagère sont étudiées en utilisant les bases de données sur les sols du programme IGCS. C'est le cas par exemple d'études portant sur le grand hamster en Alsace, le pélobate brun en Indre, le lapin de garenne en Isère, la châtaigneraie dans le parc national des Cévennes, les prairies dans les agrosystèmes céréaliers des Deux-Sèvres, la perdrix rouge dans les agrosystèmes méditerranéens en région Languedoc-Roussillon...© IRD Photothèque / Maurice-Bourgoin, Laurence

Illustration : sols et conservation du pélobate brun

Menacé d'extinction, le pélobate brun (Pelobates fuscus) est l'une des espèces de crapaud les plus rares de France, qui ne subsiste plus que dans l'Est et le Centre. Il est considéré comme une espèce prioritaire du plan national de restauration de la biodiversité.
Petit fouisseur à exigences écologiques très strictes, il passe la journée enterré dans le sol et est inféodé à un milieu particulier dont le contexte pédologique est strict (sols meubles, profonds, frais, textures sableuses voire limoneuses, végétation peu dense, sites de reproduction conservant l'eau...).© Daniel Phillips

Les données issues du programme « Inventaire gestion et conservation des sols » (IGCS) ont permis d'isoler les sols à dominante sableuse les plus favorables à cette espèce. Cette classification a ensuite été croisée avec une approche sur les habitats aquatiques et terrestres favorables. Environ 170 sites potentiellement propices à l'espèce ont ainsi été délimités. Cette approche combinant les habitats et le sol va contribuer à mettre en place des mesures ciblées de restauration de sites.

Application du RMQS : inventaire de la biodiversité microbienne des sols

Les micro-organismes du sol assurent un rôle essentiel dans la genèse et l'évolution du sol. De par leur diversité taxonomique et fonctionnelle, ils jouent un rôle fondamental : dynamique des matières organiques et cycles du carbone et de l'azote, biodisponibilité des éléments nutritifs, dégradation de polluants organiques, rétention de polluants métalliques, action sur la structure des sols, etc.

Il apparaît donc essentiel de se doter d'outils de surveillance pour appréhender les impacts de diverses pressions (changements d'usages ou de pratiques, pollutions atmosphériques, changements climatiques, etc.) sur la biodiversité des communautés microbiennes du sol.

Dans ce contexte, le projet Ecomic-RMQS cherche à estimer la biodiversité microbienne des sols français grâce à des dispositifs d'observation, à comprendre sa dynamique et ses changements et les modéliser, et à évaluer les impacts environnementaux (climatiques, édaphiques, anthropiques) de ces changements. Il utilise pour cela des outils moléculaires (amplification génétique, empreintes moléculaires, puces à ADN) qui caractérisent la densité et la diversité génétique des communautés bactériennes des sols du Réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS).

Application du RMQS : la vie des sols en Bretagne

La diversité des organismes du sol et les effets des usages et des pratiques sur cette ressource biologique sont très mal connus. Une expérience unique en France est en cours sur les sites du Réseau de mesures de la qualité des sols RMQS-Bretagne pour approfondir ces connaissances.

Les caractéristiques physico-chimiques des sols tempérés sont bien connues des scientifiques et des gestionnaires qui les utilisent pour évaluer la qualité des sols notamment vis-à-vis de la fonction de production agricole. Mais la connaissance de la composante biologique des sols est encore lacunaire en raison du manque d'outils de mesure et de références pour l'interprétation des résultats.
Pendant deux ans, les prélèvements d'organismes du sol ont été réalisés sur les sites du RMQS-Bretagne, du 15 février au 15 avril, période considérée comme la plus propice à l'inventaire de la faune et de la microflore du sol (conditions optimales de température, de réhumectation du sol, pause culturale). Différents groupes d'organismes ont été étudiés : macrofaune (macro-invertébrés totaux et lombriciens), mésofaune (collemboles et acariens), microfaune (nématodes libres et kystes de nématodes phytoparasitaires) et microflore.© Christian Laumond / INRA

Ce programme RMQS-Bretagne permettra d'évaluer à une échelle régionale des paramètres biologiques définissant l'état de la diversité structurelle et fonctionnelle de certains groupes d'organismes et leurs relations possibles avec les variables agro-pédologiques (type de sol, usage et pratiques). Il peut constituer une source de progrès pour les protocoles de prélèvement, le choix des outils d'évaluation de l'état biologique des sols pour optimiser la surveillance des sols à l'échelle nationale et européenne et le développement d'outils d'aide à la décision.