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La biodiversité du sol: patrons macroécologiques et importance
pour le fonctionnement du sol
Thibaud DecaënsLaboratoire d’Ecologie
UPRES-EA 1293 ECODIVUniversité de Rouen
Journées nationales IPR - IGEN
La biodiversité du sol
L’importance fonctionnelle des organismes du sol est largement reconnue
Cependant, peu de connaissances sur les patrons et les déterminismes de cette biodiversité
Cette connaissance est primordiale dans l’optique d’une gestion de cette biodiversité
Questions: Qu’est-ce qu’un organisme du sol ? Combien d’espèces constituent la faune du sol? Quels valeurs représentent les animaux du sol? Quels sont les patrons généraux de la biodiversité du sol? Quels sont les facteurs responsable de ces patrons? Quelles options pour la gestion de la biodiversité endogée?
Qu’est-ce qu’un organisme du sol?
Gobat et al. 1998, Wolters 2001
Ils peuvent être des: « habitants à temps plein » « habitants à temps partiel »
Ils incluent des habitants: De la matrice du sol Des « annexes du sol »- Litière- Arbres creux- Troncs en décomposition- Déjections, etc
Les organismes du sol: Vivent dans le sol Au moins un stade actif de leur cycle biologique
La biodiversité du sol:la dernière frontière biotique
Qu’est-ce qu’un organisme du sol?
1024
m
1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 10241 2 4 8 16 32 64 128 256 512
mm
Bacteria
FungiNématoda
ProtozoaAcari
CollembolaDiplura
SymphylaEnchytraedaeIsoptera / FormicoideaDiptera
IsopodaMyriapoda
ArachnidaColeoptera
MolluscaOligochaeta
Vertebrata
Microflore / microfaune Mesofaune Macro- et mégafaunes
Mo
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Sw
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97
9)
100 μm 2 mm 20 mm
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
1 m2
1000 espèces d’invertébrés: 400 – 500 Acariens 60 – 80 Collemboles 90 Nématodes 60 Protozoaires 20 – 30 Enchytraeidae 10 – 12 Lumbricidae 15 Diplopodesetc
Torsvick et al. (1994), Hawksworth (2001), Schaefer et Schauermann (1990)
1 g
> 4000 génotypesbactériens> 2000 sp de champignons saprophages
Combien d’espèces ?
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
Combien d’espèces?
Nombre total d’espèces vivantes décrites:
~ 1 à 2 millions
Microorganismes5%Autres
animaux54% Animaux
du sol23%
Plantes18%
Autresarthropodes
14%
Autres insectes20%
Coleoptera48%
Oligochaeta1%
Vertébrés<1%
Autres1%
Microorganismes11%
Protozoaires5%
Composition taxonomique des
organismes du sol
Mo
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De
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et
al.
(20
06
)La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
Combien d’espèces Connaissance
taxonomique souvent faible
D’autant plus faible que les organismes sont de petite taille
R2= 0,41
0102030
405060708090
1m 100m 10mm 1m
Taille corporelle moyenne
% d
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0,0
1
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10
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0
BacteriaFungi
NematodaProtozoa
AcariCollembola
DipluraSymphyla
EnchytraeidaeIsoptera
FormicoideaDiptera
IsopodaChilopoda
DermapteraBlattoideaDiplopodaArachnida
ColeopteraMollusca
PauropodaOligochaeta
Caecilian Sqamata
Mammalia
Nombre d'espèces (x 1000)
NE
NE
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NE
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NENE
NE
NENE
NE
Espèces décrites
Espèces restant à décrire
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6)
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
• Combien d’espèces Pour les vers de terre:• 3700 espèces décrites à l’échelle mondiale, 13 familles• En France, principalement les Lumbricidae, 123 espèces• Normandie: uniquement des Lumbricidae, > 20 espèces
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)
Combien d’espèces
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
• Combien d’espèces Pour les vers de terre:
• Analyses génétiques (codes barres ADN)
→ Forte diversité cryptique
→ Certaines « espèces morphologiques » sont des complexes d’espèces phénotypiquement proches
Richard (2008), Richard et al. (2010),Rougerie et al. (2009), King et al. (2008)
Combien d’espèces
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus sp.
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus rubellus
Lumbricus sp.
Lumbricus festivus
Lumbricus festivus
Lumbricus sp.
Lumbricus festivus
Lumbricus sp.
Lumbricus festivus
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus festivus
Lumbricus festivus
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus sp.
Lumbricus terrestris
Lumbricus sp.
Lumbricus terrestris
Lumbricus terrestris
Lumbricus sp.
Lumbricus sp.
Lumbricus castaneus
Lumbricus castaneus
99
68
38
31
41
8
• Combien d’espèces Pour les vers de terre:• Exemple de Lumbricus terrestris• Deux haplotypes fortement divergents• Distinction morphologique possible mais difficile
Deux espèces distinctes
Richard (2008), Richard et al. (2010), James et al. (in prep)
Combien d’espèces
C luster1 (N= 23)
C luster2 (N= 18)
Number of segments
80 100 120 140 160
Weight (g)
1 2 3 4 5 6
L ength (mm)
100 120 140 160 180
C luster1
C luster2
C luster1
C luster2
*
*
*
C luster1 (N= 23)
C luster2 (N= 18)
Number of segments
80 100 120 140 160
Weight (g)
1 2 3 4 5 6
L ength (mm)
100 120 140 160 180
C luster1
C luster2
C luster1
C luster2
C luster1 (N= 23)
C luster2 (N= 18)
C luster1 (N= 23)
C luster2 (N= 18)
Number of segments
80 100 120 140 160
Number of segments
80 100 120 140 160
Weight (g)
1 2 3 4 5 6
Weight (g)
1 2 3 4 5 6
L ength (mm)
100 120 140 160 180
L ength (mm)
100 120 140 160 180
C luster1
C luster2
C luster1
C luster2
C luster1
C luster2
C luster1
C luster2
*
*
*
C1
C2
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
Combien d’espèces
Année de publication
# d
e p
ub
lic
atio
ns J Zool Syst Evol Res
Zool J Linn Soc
0
20
40
60
80
100
120
140
1970 1980 1990 2000 2010
Faune non édaphique
Faune du sol
0
200
400
600
800
1000
1200
2003 2004 2005 2006 2007 2008
Zootaxa
# d
e p
ub
lic
atio
ns
Faible prise en comte des organismes du sol dans les revues de taxonomie ou de systématique
Le nombre de publications ne reflète pas l’importance quantitative des organismes édaphiques
Les organismes édaphiques ne sont pas concernés par l’augmentation générale des publications
ISI W
eb
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dg
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8)
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
Combien d’espèces Probablement également manque d’intérêt de la part du grand public Manque d’experts en taxonomie pour les taxons endogés
A richesse égale, les taxons édaphiques sont moins bien représentés sur le net comme dans la littérature scientifique
10
100
103
104
105
100 104 106 108
# de sites web
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Faune non édaphique
Faune édaphique
1
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104
105
106
107
108
100 103 104 105 106
# d’espèces décrites
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Faune non édaphique
Faune édaphique
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La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
La « troisième frontière biotique »1 – Communautés des grands fonds sous marins
Pycnogonid sp
2 – Communautés des canopées des forêts tropicales
Morpho granadensis
Giller (1996), Brussaard (1997), Behan-Pelletier (1999), André (2001), Wall, André (2002), Decaëns et al. (2008)
2 – Communautés du sol
Carabus sylvestris
25 % de la biodiversité globale
Moins de 10% des espèces décrites
Peu de spécialistes
De nombreux sols sont dégradés ou menacés
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
L’énigme de la biodiversité du sol Comment autant d’espèces peuvent-elles co-exister localement?
Plusieurs hypothèses proposées: Nature compacte et tridimensionnelle du sol hétérogénéité dans la distribution
des ressources et multiplicité des axes de niche
Partition de niche très importante au sein des communautés
Capacité des détritus à supporter des réseaux trophiques complexes
Quelle est la dynamique de cette biodiversité dans le contexte des changements globaux actuels?
La biodiversité du sol: la dernière frontière biotique
Déterminants de la biodiversité des sols: modèle général
Éch
elle
te
mp
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lle
Échelle spatiale
Impacts humains
Changementsclimatiques
Érosion du sol
Changementsd’occupation du sol
Pratiques agricoles
Introduction d’exotiques
Aire de répartition
Distribution locale
Dispersion
Survie
Coexistence
Patrons
Facteurs biogéographiques
Structure paysagère
Interactions biotiques
Facteurs pédologiques, relief
Type de végétation
Facteurs
REGION
PATCH
PAYSAGE
ECOSYSTEME
CONTINENT
GLOBALE
Domaines d’échelle
POOL ACTUEL
POOL GLOBAL
Pools d’espèces
Decaëns et al. (2006)
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Relations surface / richesse
1
10
100
1000
10000
1 10 100 1000 104 105 106 107
Ric
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sp
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Milieux continentaux
Milieux insulaires Acari
1
10
100
10-3 0.1 1 10 100 103 104
Ric
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se
sp
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Surface (km2)
Lumbricidae
10-4 10-2 105 106
D’après Maraun et al. (2007),Rosenzweig (1995) dans Gaston (1998)
Relation d’abord décrite pour les oiseaux
L’un des fondement de la biogéographie insulaire (MacArthur & Wilson 1967)
Peu d’étude en ce qui concerne la faune du sol
Plusieurs facteurs explicatifs possibles:• nombre d’individus échantillonnés
• diversité en habitats
• des taux de spéciation et taux d’extinction
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Gradients latitudinaux Décrits dès le XIXe (Humboldt &
Bompland 1807, Wallace 1853)
• des aires spécifiques vers l’équateur
• Gradients dans les caractéristiques des habitats (hétérogénéité, productivité, etc)
• taux de spéciation, des surfaces, etc
Contestés pour ce qui concerne la micro-faune / micro-flore:
• Caractère cosmopolite de nombreux taxons
• Peu de variation latitudinale dans la qualité/quantité des ressources
Mis en évidence pour la mésofaune et la macrofaune
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Degrés de latitude
50
Nord Sud
IsopteraFormicoidea
Acari
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100
200
300
400
500
600
Degrés de latitude (N ou S)
0 10 20 30 40 50 60 70 80
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
0
10
20
30
40
50
60
Forêt Fragments
Ric
hes
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sp
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e SaprophagesSapro-xylophagesIntermédiairesGéophages
Termites
Fragmentation des habitats
Fonseca de Souza & Brown (1994), Haskell (1999)
Relations surface/richesse ou isolement/richesse des d’habitats La fragmentation des habitats agit comme une contrainte de
dispersion sur l’assemblage des communautés Quelques études uniquement sur la macrofaune du sol
0 25 50 75 1000
1
2
3
4
5
6
7
Ric
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(tax
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aréc
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)
Distance à la route (m)
Macroinvertébrés de la litière
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux: perturbations / productivité
ProductivitéD
ive
rsit
éPerturbations
/ stress
Div
ers
ité
Exclusion compétitive
Extinction
En théorie, le long de gradients d’adversité (productivité, perturbation, stress), la diversité décrit une courbe en cloche
Reflète deux mécanismes différents:
• Extinction d’espèces dans les conditions les plus adverses
• Exclusion compétitive des faibles compétiteurs dans les conditions les moins adverses
Influence combinée des contraintes d’habitat et des contraintes d’interaction
Grime (1973), Connell (1978), Huston (1979)
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux: perturbations / productivité
14
16
18
20
22
24
10 20
Div
ers
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0 30Taux de C organique (%)
0
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0Richesse spécifique (mull)
20 60 100
Microfaune
Mésofaune
Macrofaune
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Courbe en cloche rarement observée pour les organismes du sol
Plutôt une augmentation avec éventuellement un plateau• Contrôle par la disponibilité en ressource• « Seuil compétitif » rarement atteint
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Ric
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e Lumbricidae
0 30
Taux de C organique (%)40
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux: perturbations / productivité
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Forêts Prairies Cultures
Ric
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e Lumbricidae
Pas d’études sur l’impact des perturbation Nombreuses études sur l’impact de la mise
en culture des sols Diversité sols cultivés < sols non-cultivés Effets combinés productivité / perturbations 0
2
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2 4
Ind
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0Indice de Shannon (cultivés)
Microfaune
Mésofaune
Macrofaune
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22
24
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CulturesVN PâturagesFP
Microflore
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux: successions végétales
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Age moyen de la parcelle forestière
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AW
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6
10
14Collemboles
Microflore
Macrodétritivores
95 132 186
4
Théoriquement, la richesse spécifique le long d’un gradient successionnel Vrai pour la microflore, avec bactéries / champignons Plus difficiles à prédire pour la faune
quantité et complexité de la MO Modifications de la qualité des apports en MO par la végétation
Ric
hes
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20
30
40
CA P6 P20.5 P34.5 P44.5 P>49
2
4
6
8
CA P0.5 P1.5 P6.5 P7.5 P32
10
Age moyen de la parcelle pâturée
Collembola
Lumbricidae
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Mo
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de la diversité endogée avec la diversité de la végétation
Influence au travers de la qualité / diversité des apports en MO
Influence au travers de leur impact sur le diversité en microhabitats
Diversité des microhabitats
1
2
3
1 2
Ind
ice
de
Sh
ann
on
3
Oribatescryptostigmatides
Richesse spécifique de la litière
5
20
25
Ric
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sp
écif
iqu
e Oribates
10
15
71 2 3
Facteurs locaux: interactions biotiques
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux: interactions biotiques
D’après Decaëns et al. (1999), Tiwari & Mishra (1993), Loranger et al. (1998)
0
10
20
30
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1
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MacrofauneChampignons
**
0
1
2
3
+V -V
Collemboles
*
Les organismes ingénieurs modifient les conditions physiques du sol
Influence l’accessibilité aux ressources pour d’autres organismes édaphiques
Génèrent de l’hétérogénéité dans la distribution des ressources et des organismes édaphiques
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux vs régionaux
D’a
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99
5),
De
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08
)
Richesse locale des communautés généralement limitée
9-10 espèces pour les vers de terre 5-6 espèces pour les enchytraeidae
Quel que soit la position latitudinale / la taille du pool total d’espèces Suggère:
• Relation non linéaire entre diversité régionale / diversité locale
• Saturation rapide des niches lors de l’assemblage
La richesse locale est contrôlée par des facteurs locaux
0
2
4
6
8
Froide Tempérée Tropicale
Ric
hes
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loca
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oye
nn
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10 Oligochaeta
0
2
4
6
8
10
12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Richesse spécifique
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La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux: interactions biotiques
0
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Vers de terre
Matrice totale*
MilieuxHerbacés
*
Milieux boisés*
Poissons Autresinvert.
Vertébréshoméoth.
Fourmis
Gotelli & McCabe (2002) Ecology
Patrons de co-occurrence non-aléatoires
Niveaux de co-occurrence observés < simulations
Exclusion spatiale inter-communautés
Moins de co-occurrence que dans d’autres groupes animaux
Les communautés sont fortement structurées par la compétition
D’après Decaëns et al. (sous presse)
Lumbricidae
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Facteurs locaux: interactions biotiques Certaines espèces ne co-existent jamais dans les communautés naturelles Les espèces co-existant dans une communauté sont plus différentes morphologiquement que des assemblages aléatoires
Decaëns &
Rossi (2001);
Decaëns et al. (sous p
resse),
Gotelli &
Ellison
(2002)
10m
Assemblage A: Aymara sp. / Andiodrilus sp.
Assemblage B: Ocnerodrilidae sp. / Andiorhinus sp. / Martiodrilus sp.
Vers de terre
Taille corporelle
0
15
25
2
Fré
qu
enc
e
31
5
10
20
0
Assemblage réel
Assemblage aléatoire
Fourmis
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques
Les valeurs des animaux du sol Valeur intrinsèque (valeurs éthiques ou religieuses) Valeurs instrumentales (usages effectifs ou potentiels)
• Valeurs économiques directes: espèces directement utilisées (par exemple comme nourriture, etc)
• Valeurs économiques indirectes: espèces qui procurent des bénéfices sans être directement prélevées (par exemple services écosystémiques, potentiel touristique, etc)
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Les valeurs instrumentales des animaux du sol Valeurs économiques directes: utilisation pour la nourriture
• Chez les amérindiens d’Amazonie: >100 espèces d’invertébrés du sol
• Représente jusqu’à 60% des rations protéiniques pendant certaines périodes de l’année
• Très forte valeur nutritive
Ramos-Elorduy 1997, Paoletti 2000, 2002, Decaëns et al. 2006
Fourmis commestibles (Atta) Vers de terre fumé « motto »
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Les valeurs instrumentales des animaux du sol Usage indirecte pour l’approvisionnement en nourriture
Vers de fumier
Primack 2000IBOY group
Appâts pour la pêche Nourriture pour les animaux
Production de compost à partir des détritus organiques
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Les valeurs instrumentales des animaux du sol Valeurs économiques indirectes: valeurs patrimoniales / récréatives
Vers de terre= ressource clef
D’après G
ranval (1988), F
iers (1997)
65 sp d’oiseaux- 27 menacées- 63 protégées
17 sp de mammifères- 6 menacées- 11 protégées
19 sp de batraciens- 18 menacées- 19 protégées
Grand nbre d’sp d’invertébrés(ex: > 100 Carabidae sp.)- 0 menacées- 0 protégées
13 sp de reptiles- 13 menacées- 13 protégées
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Les valeurs instrumentales des animaux du sol Valeurs économiques indirectes: valeurs récréatives
Grandediversité de la faune du sol tropicale
Valeur patrimoniale
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Valeurs éducatives Programmes TV “C’est pas sorcier”
(France 3) sur les fourmis, les vers de terre, etc
Guide pour des expérimentations sur la décomposition des déchets organiques
Bandes dessinées
…
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Classification écologique En fonction des exigences écologiques
• Espèces anéciques
Grande taille Vie dans le sol Ressource trophique: litière fraîche Réseaux de galeries verticales Production d’agrégats et impacts sur la dynamique de la matière organique du sol
• Espèces endogées
Taille variable Vie dans le profil de sol Ressource trophique: matière organique du sol Réseaux de galeries horizontales Production d’agrégats et impacts sur la dynamique de la matière organique du sol
• Espèces épigées
Petite taille Vie dans la litière Ressource trophique: litière fraîche Pas de réseau de galeries Impacts sur la fragmentation de la litière fraîche
Aporrectodea caliginosa Lumbricus castaneus Lumbricus terrestris
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Classifications fonctionnelles Lavelle (1997) propose une classification principalement basée sur les domaines fonctionnels interactions entre faune et microflore et la production de bio-structures
• Les microprédateurs Interactions avec microflore: prédation Biostructures: aucunes Fonctions: espèces clef de voûte, stimulent la minéralisation de la MO Principalement des microinvertébrés (nématodes et protozoaires)
• Les transformateurs de litière Interactions avec microflore: rhumen externe
Biostructures holorganiques Fonctions: fragmentation de la MO fraîche, stimulation de l’activité
microbienne Principalement des méso- macroinvertébrés (collemboles, oribates, vers
épigés, diplopodes, etc)• Les ingénieurs du sol Interactions avec microflore: symbiose digestive Biostructures principalement organo-minérales Fonctions: production d’agrégats, contrôle de la dynamique de la MO Principalement des macro-invertébrés (vers de terre, termites, fourmis) et des vertébrés
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Les domaines fonctionnels
Racines
Termites
Plantes
Vers de terre
Fourmis
Abiotiques
X
Pores Agrégats Biota
X X
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
Porosphère Réseautrophique
Agrégatusphère
D ’après Lavelle (2002)
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Les domaines fonctionnels
Rhizosphère
Termitusphère
Système litière
Drilosphère
Myrmécosphère
Racines
Termites
Plantes
Vers de terre
Fourmis
Abiotiques
X
Pores Agrégats Biota
X X
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
Domainesfonctionnels
D ’après Lavelle (2002)
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Organismes
Sol Organismes
Sol
Matière et énergie
D’après Jones et al. (2004)
Processus physico-chimiquesIngénieur
Les ingénieurs écologiques du sol
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Changements dans la structure
du sol
Problème d’échelle
Comportement alimentaire Production de déjections
Individus Traits de vie
Propriétés physico-chimiques des turricules Impacts à petite échelle sur d’autres organismes
Echelle temporelle
Echelle spatiale
Domaine fonctionnel Traits des biostructures
Propriétés du sol Biomasse racinaire
Profil de sol Processus écologiques
Extrapolation à l’échelle de l’écosystème
EcosystèmePropriétés et services environnementaux
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Sélectivité alimentaire et propriétés des turricules
0
2
4
6
8
10
T ST
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80
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1.2
1.4
T ST
Den
sité
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g. c
m-3)
*(c)
En Colombie, Martiodrilus sp produit jusqu’à 115 tonnes d’agrégats ha-1 an-1
Il peut augmenter significativement la macroagrégation du sol à différentes échelles
Ma
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01
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Les vers de terre ingèrent sélectivement un substrat riche en MO Turricules = macroagrégats organo-mineraux riches en MO et plus stables que les agrégats de sol de taille comparable
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Mécanismes de digestion et impacts sur la dynamique de la matière organique et des nutriments
0
1
2
3
4
5
6
7
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0
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40
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60
T ST
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µg.
g-1 s
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sec) *
(b) Ingestion et stimulation de micro-organismes Turricules frais = incubateurs pour la minéralisation de la MOTuddicules secs = agrégats stables protégeant la MO contre la minéralisation
En Colombie Martiodrilus sp peut produire jusqu’à 34 kg ha-1 an-1 d’N minéral dans ses turricules frais … protéger jusqu’à 9 tonnes ha-1 an-1 dans ses turricules secs Peut augmenter le stokage de C dans les sols à différentes échelles
Decaëns et al. (1999) BFS; Decaëns et al. (1999) Pedobiologia; Decaëns & Rossi (2001) Ecography
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Impacts sur d’autres organismes Les vers de terre contrôlent des ressources trophiques ou spatiales pour d’autres organismes du sol / plantes
Transport vertical de nombreuses graines viables de plantes En Colombie, Martiodrilus sp peut déposer à la surface du sol jusqu’à 900 graines m-2 chaque année Peut influencer la composition de la végétation en place
Decaëns et al. (1999) BFS; Decaëns et al. (1999) ASE; Decaëns et al. (2003) Acta Oecol
0
50
100
150
200
250
300
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(c)
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Impacts des vers de terre sur la productivité primaire
80
60
40
20
0
-20
Sorgho Riz Maïs Haricot Blé Pois Arachide
Imp
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s
(%)
Brown et al. (1999), Laossi et al. (2010)
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
ArgileuxLimoneux Sableux
Type de sol
Effe
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La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Impact de l’intensification agricole sur les communautés d’invertébrés du sol
05
10152025
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NS NP IP AC
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(c)
Impacts quantitatifs sur la biomasse des invertébrés Impacts qualitatifs sur la diversité des communautés et de leurs productions
De
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ns
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al.
(19
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De
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00
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Gradient d’intensification agricole
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Impacts de l’intensification agricole sur les communautés de vers de terre
Decaëns & Jiménez (2002), Decaëns et al. (non publié) projet AMAZ
R2= 0.69*
0
1
2
3
4
5
6
7
Ric
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péc
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Indice d’intensification
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.702
46
812
Richesse estimée
Indi
ce A
CE
(éch
elle
de
la fe
rme) * (p = 5.53e-05)
BPC BMB BPR CAF CSP CTR
Gradient d’intensification du paysage
Indi
ce A
CE
(éch
elle
du
pays
age)
02
46
812
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Impacts sur la mise à disposition de services et de biens écosystémiques
BI ODI V
SOCI OECO
LANDSCAPE
PRODUCTI ON
quantitativequalitative
0.37***0.23**
0.36***
0.58***
ECOSYSTEMSERVI CES
0.36***
0.25***
0.19 */0.23***0.40***
0.26***
0.47***
0.30***
Lavelle et al., résultats non publiés du projet AMAZ
Il est important de comprendre:• Les facteurs de contrôle de la biodiversité du sol• Les relations qui existent entre biodiversité, services environnementaux et durabilité des systèmes agricoles
Il est nécessaire de développer des études multidisciplinaires
Il est nécessaire d’aborder ces questions à des échelles appropriées
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Implication pour la gestion Gestion directe:
Culture et inoculation d’organismes édaphiques dans les sols où ils sont souhaités
Gestion indirecte Favoriser l’activité et la diversité des organismes édaphiques
autochtones Actions sur la fragmentation des habitats Actions sur les ressources trophiques Actions sur les perturbations et stress Actions sur des organismes clefs (végétation, ingénieurs)
Gestion intégrée Inoculation + gestion des ressources et des perturbations
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Les nouveaux challenges Stimuler la recherche en taxonomie / systématique des
organismes édaphiques
Mettre au point des indices biologiques d’indication de la qualité
des sols
Donner un véritable statut de conservation aux organismes du
sol, notamment au travers de programmes éducatifs appropriés
Estimer les niveaux d’érosion de la biodiversité endogée et ses
conséquences fonctionnelles
Recherche de systèmes de culture intégrés permettant de
conserver les niveaux de biodiversité édaphique
La biodiversité du sol:fonctions et valeurs écologiques
Thibaud DecaënsLaboratoire d’Ecologie
UPRES-EA 1293 ECODIVUniversité de Rouen
La biodiversité du sol: patrons macroécologiques et importance
pour le fonctionnement du sol
Journées nationales IPR - IGEN