Modélisation des signatures chimiques des sols en fonction de l'historique de leurs usages : la mémoire du sol au service de l'écologie actuelle

Modelling soils chemical signature depending on their historical land use : soil memory supporting current ecology

• Auteur / Autrice : Ninon Delcourt
• Direction : Nathalie Dupuy, Anne-Marie Farnet da Silva
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques
• Date : Soutenance le 30/03/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole èdoctorale Sciences Chimiques (Marseille ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen de la biodiversité et d’écologie marine et continentale (Marseille ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Tatoni
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérald Culioli, Catherine Rébufa, Philip Roche
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Naoise Nunan, Sophie Sobanska

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation des données (informatique)

Sols forestiers

Spectroscopie infrarouge

Chimiométrie

Chimie analytique

Mots clés libres

Spectroscopie infrarouge

Chimiométrie

Usage antérieur des terres

Sols forestiers

Communautés microbiennes

Mésofaune

Infrared spectroscopy

Chemometrics

Forest soils

Land use legacy

Microbial communities

Mesofauna

Résumé

L'utilisation des terres est l'un des principaux facteurs déterminant les propriétés physico-chimiques et biologique des sols. Comprendre son effet à long terme est un défi majeur pour évaluer le fonctionnement actuel des sols et leurs vulnérabilités face aux changements globaux. Dans la région méditerranéenne, l'abandon de l'agriculture en terrasse à partir du XIXème siècle a entraîné la coexistence de forêts présentant des continuités temporelles (historique d’usage et âge) différentes. L’objectif de cette thèse est de déterminer si, dans le cas de sols d’écosystèmes forestiers, l’usage antérieur des sols (i) produit une signature chimique spécifique et (ii) conduit à des propriétés physico-chimiques et biologiques différentes modifiant son fonctionnement actuel. Pour ce faire, le potentiel analytique de la spectroscopie FTIR a permis de réaliser un référentiel des signatures chimiques des sols en fonction de leurs usages actuels (forêts vs agrosystèmes) dépendamment des pratiques associées et du climat. Puis cette technique a été testée pour discriminer des sols ayant une histoire d’occupation des terres différente (forêts anciennes, récentes et très récentes du Parc Naturel Régional du Luberon) en fonction de différentes profondeurs et conditions climatiques. L’incidence des usages antérieurs sur le fonctionnement actuel des sols a ensuite été appréhendée par le biais d’analyses des communautés microbiennes et de la mésofaune ainsi que par des analyses physico-chimiques complémentaires. Cette étude confirme ainsi que l’historique d’usage doit être pris en compte dans l’évaluation de la vulnérabilité des sols, notamment dans un contexte de changement climatique

Land use is known to be one of the major factors driving soil microbial and physico-chemical properties. Understanding its long-term effect remains a major challenge in assessing current soil functioning and vulnerability to global changes. In the Mediterranean region, abandonment of terrace agriculture since 1860 induced the coexistence of forests with different ages. The aim of this thesis is to determine whether, in the case of forest soils, past land use (i) leads to a specific chemical signature and (ii) to different physico-chemical and biological properties affecting its current functioning. To do this, the analytical potential of FTIR spectroscopy allowed to create a referential model of soil chemical signatures of soils according to their current land use (forest vs agrosystem), depending on associated practices and climate. Then, this technique was tested to discriminate soils with different historical land uses (ancient, recent and very recent forests in the Parc Naturel Régional du Luberon) according to different soil depths and climatic conditions. Finally, the influence of past land use on current soil functioning was studied by means of microbial and mesofauna analyses as well as through complementary physico-chemical analyses. This study therefore confirms that land use legacy must be considered when assessing soil vulnerability in a context of climate change