LeLe sol...sol...UneUne ressourceressource essentielleessentielle nonnon renouvelable,renouvelable,desdes fonctionsfonctions multiplesmultiples 5 juin 2007 intro .pdf
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Le
Le sol
sol :: interface
interface
Le
Le sol…
sol…
Une
Une ressource
ressource essentielle
essentielle non
non renouvelable,
renouvelable,
des
des fonctions
fonctions multiples
multiples
Production d’aliments
et de biomasse
Source : A. Richer de Forges (CA 45)
Les fonctions
du sol
Habitat et
patrimoine génétique
Source : Infosol (INRA Orléans)
Source : Infosol (INRA Orléans)
Stockage, filtration
et transformation
Source : J. Moulin (CA 36)
Environnement
physique et culturel
pour l’homme
Source de matières
premières
Source : C. Schvartz (ISAL)
Source : A. Richer de Forges (CA 45)
Source : J. Moulin (CA 36)
Le
Le sol…
sol…
Une
Une ressource
ressource soumise
soumise àà de
de fortes
fortes pressions
pressions
Teneurs en
Érosion
Les menaces
sur le sol
41
40
39
38
37
36
35
1
42
Tassement
Source : D. Arrouays (INRA Orléans)
Source : D. Arrouays (INRA Orléans)
Contamination
3
Salinisation
Inondations et
glissements de terrain
Source : D. Arrouays (INRA Orléans)
Source : D. Arrouays (INRA Orléans)
Source : D. Arrouays (INRA Orléans)
Artificialisation
ponctuelle ou diffuse
Source : J. Sauter (ARAA)
2
Source : D. Arrouays (INRA Orléans)
matière organique
Biodiversité
Le
Le sol…
sol…
Une
Une ressource
ressource àà fort
fort impact
impact sur
sur d’autres
d’autres milieux
milieux
Effet de serre
Chaîne alimentaire
Le sol
Zones habitées
Eaux
Pathogènes
etc.
Les
Les sols
sols ces
ces inconnus…
inconnus…
Une
Une ressource
ressource caractérisée
caractérisée par
par sa
sa grande
grande variabilité
variabilité ...
...
Source : JC Lacassin (SCP)
Source : Sol Conseil Extrait du guide des sols
Plaine Centre Alsace
Source : C. Walter
Source : JC Lacassin (SCP)
Source : C. Cam
Source : C. Walter
qui rend nécessaire une
connaissance systématique
et spatialisée des sols
Source : JM. Rivière
Source : C. Cam
Le GIS sol : une mission
Constituer le système d’information sur
les sols de France et sur l’évolution de
leur qualité
Le GIS sol : un enjeu politique fort
Des organismes qui s’engagent sur le long terme
MEDAD-IFEN, MAP, ADEME, IRD, INRA
Dans le contexte d’une future directive sol ?
Sur des programmes menés avec les collectivités
territoriales et les acteurs du développement
Pour la gestion durable de nos sols
Les grands programmes du GIS Sol
Surveillance
Inventaire
Bases de données
IGCS multiéchelle
EUSIS (1:1M, 1:250 000)
RMQS, BDAT
Données externes
X
Modèles
Informations
Envasso
EUROSOILNET
Le programme IGCS:
Inventaire Gestion et Conservation des Sols
« Inventorier nos sols pour mieux les gérer
et protéger durablement leurs fonctions »
Les
Les programmes
programmes et
et les
les échelles
échelles
Inventaire,
Inventaire, Gestion
Gestion et
et Conservation
Conservation des
des sols
sols
Référentiels Régionaux
Pédologiques (RRP)
Connaissance Pédologique
de la France (CPF)
Secteurs de
référence (SR)
1/250 000
1/50 000 à 1/100 000
1/10 000
Régions, Départements
Petites Régions
Parcelles
AG Infosol - 07 septembre 06
10
Le
Le programme
programme IGCS
IGCS
Organisation
Organisation et
et fonctionnement
fonctionnement
Coordination
INRA InfoSol
DRAF
DRAF NPC
NPC
CA
CA 80
80
ISAB
ISAB
Financement national (~20%)
MAP DGFAR
AGROCAMPUS
AGROCAMPUS
RENNES
RENNES
CRA-Lo
CRA-Lo
ARAA
ARAA
CA
CA 77
77
INH
INH
CA
CA 45
45
CA
CA 41
41
ENESAD
ENESAD CA
CA 37
37 CA
CA 18
18 CNERTA
CA
CA 36
36
Financement local
CR, CG, Agences de l’eau,
Chambres d’agriculture…
CRA-PC
CRA-PC
CRA-Li
SIRA
SIRA et
et
CRA-RA
CRA-RA
ENITAB
ENITAB
Coordination locale: maîtres
d’ouvrage délégués
CRA-MP
CRA-LR
CRA-LR
et
et INRA
Montpellier
SCP
SCP
ODARC
IRD
IRD
AG Infosol - 07 septembre 06
IRD
IRD
IRD
IRD
NOUVELLE
NOUVELLECALÉDONIE
CALÉDONIE
11
Où
Où en
en sommes
sommes nous
nous ??
Référentiels
Référentiels Régionaux
Régionaux
Pédologiques
Pédologiques
Levés en cours
Levés terminés,
informatisation en cours
Levés et informatisation
terminés
100
kilomètres
Candidats potentiels
2007
+ Guadeloupe
+ Martinique
+ Nouvelle
Calédonie
+ Réunion
AG Infosol - 07 septembre 06
12
Le
Le programme
programme IGCS
IGCS –– Référentiels
Référentiels régionaux
régionaux
Perspectives
Perspectives d’avancement
d’avancement
100
Création du GIS Sol
80
70
63 %
60
47 %
50
40
30
20
10
2012
2010
2008
2006
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
0
1988
% de la surface du territoire français
(hors DOM-TOM)
90
Le
Le programme
programme IGCS
IGCS –– Référentiels
Référentiels régionaux
régionaux
De
De très
très nombreuses
nombreuses applications
applications
Les
Les thématiques:
thématiques: enquête
enquête 2004
2004 vs
vs 2006
2006
45
nombre d'études (en %)
Pourcentage
d’études
40
35
30
2004
2006
25
20
10
15
10
5
15
20
25
30
35
40
45%
50
5
0
agriculture
agricole
eaux
protection eau
sols
aménagement
biodiv. Aménagement
grand domaine de l'étude
&paysage
protection sol
Le Bas et Schnebelen, 2006
biodiversité, paysage
divers
divers
Quelles
Quelles applications
applications nouvelles
nouvelles ou
ou en
en
forte
forte progression
progression ??
Contamination des eaux souterraines
Contamination des sols et des produits
alimentaires
Erosion des sols
Epandages de bio-déchets et bilans de carbone
Et
Et demain
demain ??
Un inventaire exhaustif de nos sols à l’horizon 2012 ?
Une cartographie des risques dans le cadre d’une
directive européenne ?
Saurons nous anticiper les applications qui nous
seront demandées demain ?
Et par les générations futures ?
Le Réseau de Mesures de la Qualité des
Sols (RMQS)
Un réseau de
sites
répartis selon une
grille de
16 km x 16 km
Guadeloupe
pour suivre la
qualité des sols
L’état d’avancement du RMQS
1200 sites ont
été mis en
place
Les objectifs du RMQS
•Disposer d’un tableau de bord (bilan et référence)
•Caractériser des gradients (contamination diffuse)
•Détecter des évolutions (réseau d’alerte)
•Explorer sans a priori (indicateurs vs facteurs de contrôle)
•Support de validation (couverture exhaustive)
•Banque d’échantillons (conservatoire)
Qui participe au RMQS ?
ISA
CA50
CA14
AGROCAMPUS
+ CRACRA-Br + CA
CA61
CA53
+ CG53
CA44 CA49
INH +
CA85
CRACRA-PC +
CA
ENITAB +
CRA Aq + CA
CRACRA-Pi
+ CA
CA76
CA27
CA28
CA77
CA10
CA 41
CA18
CA 36
CA89
ARAA
CA52
GRAPE
CA58
CA71
CA23
CA87
CA19
EDIACARA
ENSAT
SIRA
SCP
ODARC
InfoSol coordonne et
participe à la mise en place
du RMQS
en s’appuyant sur un réseau
de partenaires régionaux
Les analyses réalisées
- Granulométrie (cinq fractions),
- pH eau,
- Carbone organique et azote total,
- CEC et cations échangeables (Ca, Mg, K, Na, Al, Fe, Mn),
- CaCO3
- P2O5,
- Bore,
- Fer libre
- Eléments majeurs totaux (Ca, K, Mg, Na, Fe, Al, Mn)
- Eléments traces totaux (Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Tl, Mo)
- Eléments traces EDTA (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn)
Analyses réalisées au Laboratoire d’Analyse des Sols de l’INRA d’Arras
Teneurs totales en plomb
surface
sub-surface
Retombées en Pb anthropogène
Retombées en Pb
anthropogène (g/m²)
Un gradient de
contamination
autour de Paris
143 000 T Pb soit 5,9 T /km²
Saby et al. - Science of Total Environment, 2006
Le conservatoire national
d’échantillons de sols
AQ
Le conservatoire national
d’échantillons de sols
•Repérer/corriger des dérives analytiques
•«Remonter le temps»
•Constituer une banque de matériaux
Organisme demandeur
Objet de la demande
Date de la
demande
Nombre
d’échantillons
INRA Science du sol Orléans
Analyses minéralogiques
2003
40
INRA Science du sol Orléans
Test de stabilité structurale
2003 et 2004
117
INRA Infosol Orléans
Détermination de matières organiques
particulaires
Janvier 2004
23
UMR CNRS-CEA LEMR
Cadarache
Analyse de diversité de sucres microbiens
Avril 2004
4
ISA Lille
Analyses de HAP, As, Se et Hg
Mai 2004
48
CRA de Picardie
Analyses de As, Se, Hg, Fe EDTA
Mai 2004
23
IPSN Cadarache
Accès de principe aux échantillons RMQS
pour des mesures de radioéléments
Mai 2004
Non défini
ADEME/INRA Dijon
Détermination de l’ADN microbien
Octobre 2005
Totalité (0-30 cm)
Projets associés au RMQS
RMQS Biodiv Bretagne
L’inventaire de la biodiversité des sols
Projets associés au RMQS
ECOMIC – RMQS
Microbio-géographie à l’échelle de la France par application d’outils
moléculaires au Réseau de Mesure de la Qualité des Sols
Quantité d’ADN dans les sols en µg/g de sol
Sol
Extraction de l’ADN
Outils
moléculaires
Conclusions
Le Réseau de Mesures de la Qualité des Sols :
Le RMQS tient ses promesses !
un très gros investissement pour
•Bilans régionaux
•Gradients
de contamination
diffuse
Un observatoire
opérationnel
•Banque
d’échantillons
de des
sol sols
Un tableau
de bord
de la qualité
Une banque d’ échantillons
Un outil potentiel de recherches
La base de données d’analyses de
terre
Collecte continue et pérenne
Nombre d’analyses par canton
(1990-2004)
Les résultats de 1 183 582 analyses et de 13 535 836 déterminations
élémentaires sont stockés dans la BDAT pour la période de 1990 à 2004
Les données disponibles (suite)
Paramètres recensés :
Granulométrie
Carbone organique et azote, pH eau et KCl, CEC
Eléments majeurs extractibles (P K Ca Mg)
Oligo-éléments
Occupation du sol
Taux de renseignement des déterminations :
100%
80%
60%
40%
20%
NI
CD
CO R
Gc o
CR
ZN
PB
N AO
SAB
F
BO
C EC
RH
P2O
R EF
US
FEE
D
CU
LI MF
LI MT
PH K
CU E
D
C AA
CT
AR G
I
ZNE
D
MNE
D
PRO
F
SAB
T
SAB
G
NTO
T
LI MG
PHO
C AO
C AT
OT
C EC
MET
P2J
UTIL
P2D
K2O
M GO
CO R
Gox
0%
Photographie d’un état (teneurs en C
organique)
Médiane cantonale en C
organique (‰)
< 10
16 - 18
10 - 12
18 - 24
12 - 14
24 - 40
14 - 16
> 40
(BDAT, 2006)
Evolutions temporelles
Altitude
Recherche de corrélation entre paramètres
Médiane des stocks de carbone organique en fonction
de la texture
Stocks de carbone
organique (kg.m-2)
(Arrouays et al., 2006)
Interprétation agronomique (teneurs en P
extractible)
Couplage entre :
Seuil L1
Niveau
faible
Les données de la BDAT
Le logiciel RegiFert (Denoroy et al., 2001) qui permet de
définir des seuils d’interprétation
Teneur impasse
cultures de faible
exigence
Seuil L2
Niveau
intermédiaire
Teneur impasse
cultures de forte
exigence
Les seuils d’interprétation dépendent de :
Teneur en P
Teneur en CaCO3
Teneur en argile
Teneur en carbone organique
pH eau
Niveau
élevé
Interprétation agronomique des teneurs en
P extractible
Niveau faible
Seuil L1
Niveau intermédiaire
Niveau intermédiaire
Niveau faible
Seuil L2
Niveau élevé
Niveau élevé
(Follain et al., soumis)
Fréquences cantonales
75 – 100%
Cette méthode permet :
50 – 75%
D’agréger des résultats issus de différentes
méthodes analytiques
De prendre en compte le contexte pédologique
local et des exigences des cultures
25 – 50%
0 – 25%
Pas de donnée
Accès aux données via un site Internet interactif
Titre
Légende
interactive
Outil de
navigation
géographique
Outil de
navigation
dans la base
de données
http://bdat.orleans.inra.fr
Commentaires
La base ANADEME-ETM
Analyses préalables aux épandages de
boues de STEP
11396 échantillons (<1998)
Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn
Statistiques nationales, recherche de seuils
anomaliques
Perspectives pour la BDAT et la BD-ETM
Poursuivre l’acquisition de données
Développer les analyses évolutives
Poursuivre la mise en ligne de résultats
agrégés
Développer les outils d’interprétation
Croiser avec des bilans de flux d’éléments
Des évaluations nationales
Des évaluations nationales
STOCKS DE C DANS LES
SOLS (0-0.3 m) DE FRANCE
3,1
Milliards
de tonnes
Le GIS sol : une dimension européenne
#
#
NJOS
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
ALT#ERRA#
SSLRC
#
BGR
#
#
#
INRA
#
#
#
#
#
#
#
#
# #
$
CSES #
#
#
#
#
#
#
#
#
CSIC
#
#
#
#
Le GIS sol : une dimension européenne
Soil Indicators
Density of soil
monitoring sites
in Europe
Recommendation
At least 1 site for 300 km2
300 = 17,320508
162 = 256
Le GIS sol
Une structure et des programmes ayant
démontré leur efficacité
Des premiers bilans nationaux complets à
l’horizon 2010
Un engagement européen fort
Un engagement des programmes sur le long
terme
La Conférence d’Orientation du GIS sol
Communiquer sur les programmes du GIS Sol
Susciter des applications et des collaborations
nouvelles. Analyser les besoins des utilisateurs.
Anticiper les besoins futurs
De quoi aurons nous besoin demain ?
Et après-demain ?
Le GIS sol : pour les générations futures…
Merci de votre attention !
dominique.arrouays@orleans.inra.fr