A new integrative and operational framework to assess the impact of land management on soil quality : From a field scale to a global scale indicator to be integrated within the Life Cycle Assessment framework

par Alexis Thoumazeau

Thèse de doctorat en Ecologie fonctionnelle

Sous la direction de Alain Brauman, Cécile Bessou et de Frédéric Gay.

  • Titre traduit

    Nouveau cadre d’analyse intégré et opérationnel pour évaluer l’impact de l’usage des terres sur la qualité des sols : Définition d’un nouvel indicateur à une échelle locale et à une échelle globale, adapté au cadre d’Analyse du Cycle de Vie


  • Résumé

    Le sol fait face à de nombreuses pressions anthropiques qui menacent son fonctionnement et sa capacité à fournir des services essentiels au bien-être humain. Pour évaluer l’effet de ces perturbations et proposer de nouvelles voies de gestion des sols, il est nécessaire de développer des méthodes d’évaluation de la qualité des sols opérationnelles. La qualité des sols a été définie comme « la capacité des sols à fonctionner […] » (Karlen et al., 1997). Cependant, la littérature scientifique se focalise plutôt sur son état et ses propriétés que sur son fonctionnement. En effet, la qualité des sols est généralement appréhendée comme une somme de propriétés édaphiques, chimiques et biologiques qui ne tiennent pas compte des nombreuses interactions de cet écosystème. Cette étude propose un nouveau cadre conceptuel d’évaluation fonctionnelle de la qualité des sols basé sur la mesure directe des fonctions portées par les assemblages biologiques du sol. A partir de ce cadre, un nouveau set d’indicateurs, nommé Biofunctool®, a été développé. Biofunctool® permet de renseigner trois fonctions du sol (transformation du carbone, cycle des nutriments et maintenance de la structure) à partir de douze indicateurs, bords de champ et de faible technicité. Le set d’indicateurs a été appliqué dans divers sites expérimentaux en Asie du Sud Est et a permis de relever l’impact i) de la transition entre une culture annuelle et une culture pérenne, ii) de l’évolution du développement de cultures pérennes et iii) d’une couverture du sol avec légumineuses en plantation d’hévéa sur la qualité des sols. L’évaluation locale et fonctionnelle de la qualité des sols a pu ensuite être extrapolée à une échelle plus globale grâce à un modèle prédictif. Ce modèle permet de répondre à une forte attente d’intégration d’un indicateur fonctionnel de qualité des sols dans les modèles d’évaluation environnementale à une échelle globale comme l’Analyse Cycle de Vie.


  • Résumé

    Soils are currently threatened by many human activities that jeopardize soil functioning and its ability to provide ecosystem services, vital for human well-being. In order to assess human impacts and to propose new management practices to protect soils, it is necessary to implement assessments of soil quality. Soil quality was defined by Karlen et al. (1997) as “the capacity of soil to function […]”. However, in the literature, most of study focus on assessment of soil properties and intrinsic states rather than focusing on the soil functioning and the multiple interactions within the complex system. This study proposes a new integrative approach of the soil quality from direct assessment of the functions carried out by the soil biological assemblages, namely Biofunctool®. Biofunctool® allows for assessing three soil functions (carbon transformation, nutrient cycling, structure maintenance) based on twelve functional, in-field and low-tech indicators. Biofunctool® was applied over several case studies in Thailand to assess the impact of various land management on soil quality. The results pinpointed the impact of the conversion from an annual cropping system to a perennial one on soil; it also raised the evolution of soil quality over perennial tree stands and the impact of cover crop in rubber tree systems. The local assessment of soil integrative quality was then scaled up, to be integrated within the Life Cycle Assessment framework through a predictive model approach. The model developed allows to meet the current demand in defining integrative indicators of soil quality adapted to global scale environmental frameworks.

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