Introduction
p. 19-23
Texte intégral
1LA PÉDOLOGIE est longtemps demeurée une discipline agronomique d’evaluation des sols et de ce fait ses objectifs ont été :
- la description des profils en vue d’établir une classification des sols (Duchaufour, 1977 ; Eswaran et al, 2002 ; Gerrard, 2000 ; Flanagan et Nonfiction, 2000 ; Robinson, 1932) ;
- l’analyse de la composition des sols (Bonneau et Souchier, 1979 ; Rowell, 1994) et leurs propriétés (Pitty, 1982 ; Brady et Weil, 2003) en vue de leur aménagement et de leur potentialité culturale, et donc de la mesure de leur fertilité (Ellis et Foth, 1996 ; Haulin et al., 2004).
2Cette optique perdure dans les tendances récentes de la science des sols, discipline qui a peu à peu intégré les données de l’altérologie et de la sédimentologie :
- la notion de genèse des sols avec son corollaire, la lithodépendance, qui avec la description de plus en plus complexe des horizons des sols, s’est orientée vers l’étude sédimentologique, considérant le sol comme une formation superficielle ordinaire ;
- la notion plus élaborée de « catena » ou de séquence des sols, lorsque a été mis en évidence le rôle de la morphogenèse dans la pédogenèse (Birkeland, 1999 ; Gerrard, 1992 ; Jungerius, 1985 ; Schaetzl et al, 2005), le rôle de la topographie dans les enchaînements, et les concepts de morphoséquence et de morphodépendance.
3Nous voudrions revenir à une conception plus intégrée de la pédologie avec certains concepts de l’étude des sols :
- celui fondamental de zonalité des sols, en attribuant une dynamique climatique, mais également végétale et morphogénétique, introduisant les notions de climatocatena, de biocatena, de chronocatena et celle de logocatena, organisations (séquences) latérales et transverses, dans la coupe et non seulement sur le versant ; en fait restaurer le concept illustré par Kubiena en 1952 dans son étude des sols d’Europe : celui de sol vivant et ses relations avec la végétation ;
- à une autre échelle, il s’agit de montrer le rôle morphogénétique des sols, par les mécanismes de transfert de matière qui induisent les unités morphologiques à différentes échelles ;
- enfin il importe de mettre en exergue les notions de mémoire des sols et de leur dégradation à l’interface homme-nature.
4L’étude micromorphologique des sols implique de prendre en considération une échelle spatiale intégrée. La plupart des profils enregistrent des données de l’environnement proche avant d’être des indicateurs du climat général. Il convient donc de replacer les sols dans leur contexte morpholithologique, morphodynamique, biologique avant de les interpréter en termes de mécanismes. Les indicateurs de l’environnement et des paléoenvironnements doivent être étudiés en termes de fiabilité des enregistreurs, de transfert de l’information, de validité des indicateurs et de reproductibilité des chronologies établies. Les méthodes d’analyses non destructives apparaissent comme les moins perturbantes, les plus fiables et les plus pertinentes pour l’étude des organisations et des séquences et pour reconstituer les micro-biogéo-systèmes.
5La science des sols (Ashman et Puri, 2002 ; Gregorich et al, 2001 ; Sumner, 1998 ; Tan, 2000 ; Ward, 2006 ; White, 1997) explique la genèse des sols en vue d’une classification et il est souvent oublié les relations que les sols entretiennent avec la végétation ainsi que les usages et les pratiques des sols par les sociétés. Les travaux qui traitent de l’observation des sols sont plus rares (Ruellan et Dosso, 1993 ; Baize et Jabiole, 1995) comme ceux qui étudient les relations des sols avec l’environnement (Girard et al., 2005). Cet ouvrage concerne les processus mémoriels des sols, les compartiments de mémoires et les vitesses de mémorisation. Les sols sont des intégrateurs pertinents des dynamiques des milieux et des sociétés parce que leur interface est cultivée et qu’elle archive l’ensemble des interactions et des systèmes (géosystèmes, hydrosystèmes, biosystèmes et agrosystèmes). Les sols sont des mémoires amont des archives karstiques et nourissent les spéléothèmes et les remplissages. Ce sont aussi les mémoires-sources des sédiments lacustres qui archivent les évènements climatiques et anthropiques à haute résolution.
6Le temps de réponse des sols est un autre thème d’étude. Dans la différence de réaction entre la dynamique végétale, pédologique et sociale, se situent des successions qui fabriquent des mosaïques, des limites, des marges. On retrouve ici les liens spatio-temporels qui lient la mémoire aux espaces. La vitesse de mémorisation des sols définit le pas et la finesse de la résolution et donc la précision de l’horloge en même temps qu’elle assure le calage par rapport à des évènements sociaux. Il est important de savoir que les sols ne disposent guère de repérages chronologiques précis autres que volcaniques : il n’existe que très peu d’événements reproductibles sur de vastes régions qui s’enregistrent dans le compartiment sols et soient datables en terme absolu.
7Les limites entre les unités pédologiques dans les catena amont-aval sont tranchées ou diffuses, suivant que les successions forestières sont progressives ou régressives. L’étude des chronocatena dans les profils permet ainsi d’avoir une image mémorielle des sols. Dans les régions volcaniques c’est la vitesse d’altération qui est un facteur améliorant de la définition du compas temps. En effet, la vitesse d’altération des verres volcaniques (les allophanes) favorise l’enregistrement d’événements à haute résolution, avec une sensibilité que ne connaissent pas des milieux plus tamponnés, à évolution plus lente.
8Nous allons définir des milieux enregistreurs et les différents indicateurs du climat et des actions anthropiques (déforestation et feux, élevage, agriculture et arboriculture). Nous serons amené à définir des transects et des catena spatiales, des catena et des types de séquences : géoséquence, toposéquence, lithoséquence, climatoséquence, hydroséquence, séquences sols-végétation ou phyto-pédoséquence. Nous définirons des séquences temporelles : chronocatena, chronoséquence. Toutes ces mobilités induisent des transferts ainsi que des mosaïques, des limites, des marges, des frontières, qui sont autant d’objets géographiques. Nous aborderons les échelles spatiales et chronologiques, les crises et les rythmes.
Définition du sol
9Le sol (du latin solum = base) est une interface importante des géosphère, hydrosphère, climatosphère et biosphère dont la définition est un chapitre important de la Science du Sol (Stengel et Gelin, 1998 ; Loset et Mathieu, 1986 ; Robert, 1995). Il est important à étudier car c’est un intégrateur fondamental pour la production des plantes, les ressources en eau et l’activité biotique. La formation du sol dépend de nombreux facteurs : le climat (eau et température), le relief, les roches, l’activité biotique, la végétation et le temps. Le sol est un produit de l’altération des roches sous l’effet du climat et de la végétation. C’est un enregistreur des conditions climatiques et hydrologiques et des changements de végétation. Le sol est aussi un enregistreur des actions anthropiques. Le sol a aussi de multiples usages (Wild, 1993 ; Ellis, 1995 ; Gardiner et Miller, 2003) : production alimentaire, production forestière, ressources en eau, ressources végétales et faunistiques, construction, ingéniérie, tourisme et récréation.
Echantillonnage
10Les sols sont observés au terrain sur des profils établis dans des fosses pédologiques ou prélevés à partir de carottiers. Les différents horizons sont observés et échantillonnés pour les différentes analyses en laboratoire. Généralement le pédologue prélève des échantillons orientés, dans des boîtes (boîtes de Kubiena) pour la confection ultérieure en laboratoire de lames minces indurées.
Analyses en laboratoire
11En laboratoire, différentes analyses physico-chimiques sont effectuées pour caractériser les sols (Baize, 1988 ; Palmer et al, 1995 ; Sparks, 1998 ; Reuter et al., 1999) : densité, granulométrie, microgranulométrie, pH, fertilité, capacité d’échange cationique (CEC), teneur en carbonates, teneur en matière organique et géochimie des principaux éléments (Stevenson et Cole, 1999) : C, Ca, Mg, K, P, Fe, Si, Al, etc.
Études en lames minces
12Les sols s’étudient sur des lames minces orientées et indurées sous vide et observées sous microscope polarisant. La micromorphologie permet d’étudier le squelette minéral, le plasma argileux ou limoneux, les cutanes et les revêtements d’argiles, de carbonates ou de produits organiques ou ferrugineux et les différents composants : matière organique, charbon de bois, macrorestes végétaux ou racinaires, pollens, spores, etc. Chacune de ces composantes recèle en elle une information. C’est cette dernière qui sera utilisée (ou non) par le pédologue dans sa recherche.
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Forêts d’hier et de demain
50 ans de recherches en Aquitaine
Michel Arbez, Jean-Michel Carnus et Antoine Kremer (dir.)
2017
