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OpenEdition Books

Le développement durable à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Laurence Eymard
, 
Françoise Gaill

Deuxième partie - L'environnement, un système global dynamique

13. Les sols : éléments d'un cycle dynamique

Yves Brunet et Marc Voltz

Texte intégral

1Le sol est à l’interface entre l’atmosphère, la biosphère, la lithosphère et l’hydrosphère ; cette position lui fait jouer un rôle important dans les cycles de nombreux éléments terrestres : carbone, azote, phosphore, soufre, potassium… Comparé à la végétation et à l’océan, il est le principal réservoir pour certains d’entre eux. Au-delà de sa fonction de stockage, il est aussi un bioréacteur permettant le recyclage des éléments chimiques au sein de la matière organique* du sol et des organismes végétaux et animaux, qui l’utilisent comme support de vie. Les cycles des éléments sont ainsi régis par un ensemble de processus incluant, pour les entrées : l’altération du substrat* géologique, les entrées atmosphériques par la pluie ou les dépôts, l’activité biologique, les apports anthropiques, comme la fertilisation… ; pour les sorties : le ruissellement et l’érosion à la surface du sol, la percolation* et la lixiviation* vers les couches profondes, les émissions gazeuses vers l’atmosphère, l’exportation par l’agriculture. Il faut souligner que l’action anthropique affecte fortement ces cycles (addition par les engrais de 200 Téragrammes par an d’azote assimilable et de 12 Tg de phosphore, à l’échelle mondiale).

Les sols à l’interface des cycles

2À l’échelle mondiale, les sols continentaux reçoivent environ 800 mm de pluie par an. Près de 63 % de cette eau y est stockée, puis évaporée, soit par la végétation colonisant les sols, soit par ces derniers directement. Cela est rendu possible par la capacité de stockage très importante de nombreux sols, qui, en milieu tempéré, peut atteindre les 2/5e, voire la moitié de la pluviométrie annuelle. L’eau non stockée transite par le sol, constitue l’eau des nappes, des rivières et des lacs, et finit par aboutir dans les mers et les océans (cf. II.6). L’influence des sociétés humaines sur le partage entre eau de pluie infiltrée et eau qui transite est déterminante. Ainsi, dans les pays arides, c’est d’abord par la gestion des sols qu’est assuré traditionnellement l’approvisionnement en eau des cultures (photo). En effet, le sol permet le stockage de l’eau en excédent durant les saisons humides et sa réutilisation au cours des saisons sèches. L’utilisation de nouvelles ressources en eau, comme les aquifères* profonds, se révèle, au contraire, souvent peu durable, bien que permettant transitoirement l’augmentation de la production agricole.

3Le sol renferme plus de carbone inorganique que l’atmosphère (1,1 contre 0,66 103 Gigatonne) ; il est également le plus grand réservoir de carbone organique (1,6 103 Gt), devant la biomasse terrestre, les sédiments superficiels et l’océan. Les flux entre le carbone organique du sol et l’atmosphère sont importants et peuvent être positifs (séquestration) ou négatifs (émission de CO2). L’augmentation, ou a minima le maintien du stock en carbone du sol, est considérée comme indispensable pour limiter ou pour atténuer l’augmentation prévue de la teneur en CO2 de l’atmosphère et ses conséquences en matière de changement climatique.

4Les mécanismes régissant le stockage de l’eau et du carbone, ainsi que leurs échanges entre les écosystèmes continentaux et l’atmosphère, sont toutefois insuffisamment connus, surtout en présence de végétation. Ils font l’objet de recherches actives, reposant en particulier sur des réseaux mondiaux de sites instrumentés, où sont quantifiés ces échanges en continu (dispositif Fluxnet). Les nombreuses mesures effectuées permettent de mieux comprendre comment évoluent les échanges, et selon quels facteurs physiques et biologiques.

Photo d’un paysage du Maghreb aménagé en banquettes pour la conservation des eaux et des sols. © P. Andrieux

Une ressource à protéger

5Par son rôle d’interface dans les cycles, et en tant que support des surfaces continentales, le sol est le siège de la majorité des activités humaines. C’est un patrimoine essentiel, dont le fonctionnement a une influence directe sur l’alimentation, l’eau et la biodiversité. Il est donc une ressource à protéger, qui procure à l’humanité des services majeurs. Selon les analyses actuelles, de 20 à 30 % des sols à l’échelle mondiale sont réputés dégradés, notamment par les phénomènes d’érosion et de salinisation. L’enjeu de la conservation des ressources en sols est devenu tel, qu’à l’occasion de RIO + 20, l’objectif d’un monde sans nouvelle dégradation des terres a été posé. Il suppose d’éviter non seulement la perte de sols, mais aussi celle de leurs fonctions. L’Union européenne prépare ainsi une Directivecadre sur les sols pour protéger sept fonctions essentielles : production de biomasse ; stockage, filtration et transformation des nutriments*, substances et eau ; biodiversité ; environnement physique et culturel ; source de matériaux bruts ; stockage du carbone ; et archives géologiques et archéologiques. La dégradation de ces fonctions peut avoir une grande variété d’origines, mais les changements globaux provoqués par l’humanité en sont des moteurs majeurs. Parmi eux, se distinguent : 1) les changements d’usage des terres, liés notamment à l’urbanisation, l’industrialisation, l’intensification des pratiques agricoles, 2) le changement climatique et 3) la dispersion accrue d’éléments biotiques et abiotiques, dont certains sont sources de pollution (cf. I.10).

6Dans ce contexte, les enjeux actuels sont de mieux mesurer la dégradation des sols vis-à-vis de l’ensemble de ses composantes, d’évaluer l’impact des changements globaux, et enfin de définir des méthodes et des outils de protection et de remédiation*. Ces enjeux nécessitent une amélioration de nos connaissances sur le fonctionnement des sols, mais aussi sur leur distribution dans les paysages et sur la variabilité de leurs propriétés. C’est ce que tentent de faire différents programmes nationaux et internationaux. Au plan français, le programme Inventaire, Gestion et Conservation des Sols du groupement d’intérêt scientifique Sol vise à achever la cartographie de l’ensemble des sols français à l’horizon 2015. Depuis 2007, cette action est complétée par un réseau de mesure de la qualité des sols, qui comprend 2 200 sites répartis aux nœuds d’une grille dont la maille est de 16 km, sur lesquels le sol sera observé tous les dix ans. En 2008, s’est achevée la première campagne d’observation d’une gamme de propriétés physiques, chimiques et biologiques. Elle a produit 13 000 échantillons qui ont été analysés puis stockés dans un conservatoire national à Orléans. Enfin, au plan international, le programme Global Soil Mapping cherche à développer de nouvelles méthodes d’observation du sol et de ses propriétés, afin d’obtenir des caractérisations plus complètes, avec de meilleures résolutions spatiales et autorisant des couvertures sur de très grandes surfaces à coût réduit. Il s’agit ainsi de permettre à tout pays, quel que soit son niveau de développement, d’accéder, à terme, à la connaissance de son patrimoine pédologique.

Bibliographie

Référence bibliographique

• ONU – Report of the United Nations Conference on Sustainable Development, Rio de Janeiro, Brazil, 2012.

Table des illustrations

Légende Photo d’un paysage du Maghreb aménagé en banquettes pour la conservation des eaux et des sols. © P. Andrieux
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10626/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 921k

Auteurs

Micrométéorologiste, Directeur de Recherche à l’INRA, EPHYSE, Villenave d’Ornon.
brunet@bordeaux.inra.fr

Hydropédologue, Directeur de Recherche à l’INRA, LISAH, Montpellier.
voltz@supagro.inra.fr

© CNRS Éditions, 2013

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