Fiche de révision : Biodiversité des sols

📋 Plan du Cours

1. Définition et niveaux de biodiversité
2. Déclin et extinctions des espèces
3. Rôle écologique de la biodiversité des sols
4. Abondance et diversité du sol
5. Le sol comme habitat
6. Principaux organismes du sol
7. Réseau trophique et services
8. Protection et évaluation des sols

📖 1. Définition et niveaux de biodiversité

🔑 Notions clés & Définitions

• Biodiversité : Variété de tous les organismes vivants, notamment les plantes et les animaux, dans tous les environnements.

★ À maîtriser

📌 La biodiversité peut être étudiée au sein des espèces, entre les espèces et entre les écosystèmes.

• Les estimations du nombre d’espèces animales et végétales sur Terre vont de 5 millions à 50 millions, avec une estimation couramment utilisée de 12,5 millions, alors qu’environ 1,5 million seulement ont été identifiées.

Compléments

• Le terme « biodiversité » a été inventé en 1980 par Lovejoy, Norse et Mc Manus pour un projet commandé par le président Jimmy Carter afin de suivre les stocks de poissons marins.

💡 Astuce mémo

Organismes → espèces → écosystèmes

📖 2. Déclin et extinctions des espèces

★ À maîtriser

• Au rythme naturel d’extinction, environ $1$ espèce disparaît chaque année pour un million d’espèces, soit environ 12 espèces par an pour 12,5 millions d’espèces.

• Les cinq épisodes sont:

  • l’extinction de l’Ordovicien, il y a environ 435 millions d’années
  • l’extinction du Dévonien, il y a environ 360 millions d’années
  • l’extinction du Permien, il y a environ 240 millions d’années
  • l’extinction du Trias, il y a environ 200 millions d’années
  • l’extinction mésozoïque, il y a environ 65 millions d’années

• La sixième extinction entraîne actuellement la disparition estimée de 15 000 à 30 000 espèces par an.

• Les causes humaines comprennent: l’augmentation de la population, la destruction et la fragmentation des habitats, les pratiques agricoles, l’invasion d’espèces exotiques, la pollution, le changement climatique

Compléments

• Sans contrôle, le nombre d’espèces sur la planète pourrait être réduit de 50 à 60 % d’ici 2099.

💡 Astuce mémo

Extinctions naturelles anciennes contre sixième extinction d’origine humaine

📖 3. Rôle écologique de la biodiversité des sols

🔑 Notions clés & Définitions

• Biodiversité des sols : Ensemble des organismes présents dans le sol, ainsi que la variété et la variabilité des organismes vivants et des complexes écologiques où ils se trouvent.

★ À maîtriser

• Le sol fertile doit constamment renouveler ses contenus minéraux et organiques, car les plantes consomment les éléments du sol puis les transmettent dans la chaîne alimentaire. — Karl Ritz

• Les organismes du sol fournissent des aliments, décomposent la matière organique en minéraux et nutriments, transforment les polluants et participent aux cycles de l’azote et du carbone.

Compléments

• Les organismes du sol ont des effets positifs sur la fertilité du sol et la croissance des plantes, mais les effets des changements de la biote du sol sur les processus écosystémiques restent largement inconnus.

💡 Astuce mémo

Organismes du sol → cycles, fertilité et services écosystémiques

📖 4. Abondance et diversité du sol

★ À maîtriser

• Dans une poignée de sol agricole d’environ 200 g, la matière vivante représente environ 0,5 g, soit l’équivalent de 5 tonnes par hectare et d’environ 100 moutons par hectare.

📌 Un niveau moyen à élevé de biodiversité indique généralement un sol sain, mais la relation entre santé du sol et biodiversité n’est pas complètement établie.

Compléments

• Dans les prairies, la quantité de biote du sol est environ 20 fois supérieure à celle indiquée pour le sol agricole, soit l’équivalent d’environ 2 000 moutons par hectare.

💡 Astuce mémo

Une poignée de terre comme un troupeau souterrain

📖 5. Le sol comme habitat

🔑 Notions clés & Définitions

• Rhizosphère : Partie du sol influencée par les racines des plantes.

📝 Points essentiels

• La plupart des organismes du sol vivent dans les 2 à 3 premiers centimètres, où la concentration de matière organique est la plus élevée.

• Les vers de terre et les mammifères creusent le sol, les champignons peuvent former des réseaux d’hyphes longs de plusieurs mètres, et les bactéries s’accumulent dans les agrégats ou sont entraînées en profondeur par l’eau percolante.

• Les exsudats libérés par les racines augmentent la disponibilité des nutriments et fournissent une source de carbone aux microorganismes hétérotrophes, ce qui accroît leur nombre dans la rhizosphère.

💡 Astuce mémo

Surface → pores → agrégats → rhizosphère

📖 6. Principaux organismes du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Bactéries : Organismes unicellulaires généralement larges d’environ 1 μm et invisibles à l’œil nu.
• Champignons : Microorganismes qui se développent généralement en longs filaments appelés hyphes, lesquels peuvent former un mycélium ou des rhizomorphes.
• Arthropodes : Invertébrés possédant un exosquelette et des pattes articulées, comprenant notamment les insectes, les arachnides, les myriapodes et les crustacés.

★ À maîtriser

📌 Les protozoaires se nourrissent principalement de bactéries et libèrent l’azote excédentaire, tandis que les nématodes sont des vers cylindriques très nombreux et peuvent provoquer des pertes agricoles importantes.

• Les vers de terre fragmentent la matière organique, recyclent les nutriments et améliorent fortement la structure du sol, la circulation de l’eau, la dynamique des nutriments et la croissance des plantes.

Compléments

• Une cuillère à café de sol fertile contient généralement entre 100 millions et 1 milliard de bactéries.

📖 7. Réseau trophique et services

🔑 Notions clés & Définitions

• Réseau trophique du sol : Communauté d’organismes vivant dans le sol et conversions successives d’énergie et de nutriments lorsqu’un organisme en consomme un autre.

★ À maîtriser

• Les producteurs primaires utilisent l’énergie solaire pour fixer le dioxyde de carbone, puis les bactéries, les champignons et les autres organismes transforment la matière organique et libèrent des nutriments.

• La transformation de la matière organique du sol produit de l’humus, forme relativement stable du carbone pouvant être séquestrée dans le sol pendant des décennies.

📌 Un sol suppressif maintient une maladie à faible incidence ou faible gravité malgré la présence d’un agent pathogène, d’une plante hôte sensible et de conditions climatiques favorables.

Compléments

• Les activités et services concernés comprennent:

  • la pollinisation
  • le biocontrôle des ravageurs
  • la biotechnologie
  • la bioremédiation
  • la fixation de l’azote
  • la formation des sols
  • le recyclage des déchets

• Les actinomycètes du sol ont produit des antibiotiques courants tels que l’actinomycine, la néomycine et la streptomycine.

💡 Astuce mémo

Matière organique → décomposeurs → nutriments → plantes

📖 8. Protection et évaluation des sols

★ À maîtriser

• Le projet BIO-BIO a évalué la santé du sol en combinant la biodiversité et les bioindicateurs avec des analyses chimiques et physiques liées à l’usage du sol.

• Dans le projet BIO-BIO, les parcelles recevant du fumier et du compost agricole ont conservé des niveaux constants de biodiversité, tandis que les parcelles recevant des boues d’épuration ont montré une réduction de biodiversité et une légère augmentation des métaux lourds et des dioxines.

• Les mesures recommandées sont:

  • augmenter la matière organique
  • réduire le travail du sol
  • limiter les produits agrochimiques
  • prévenir le tassement
  • minimiser l’érosion

📌 Le tassement causé par le trafic répété, les machines lourdes ou la circulation sur sol humide réduit l’air, l’eau et l’espace disponibles pour les racines et les organismes du sol, et sa correction est difficile voire impossible.

Compléments

📌 Les rotations avec des plantes laissant beaucoup de résidus, l’apport de compost, le travail réduit ou nul du sol et les cultures de couverture augmentent la matière organique et protègent l’habitat des organismes du sol.

💡 Astuce mémo

Mesurer, réduire le travail du sol, nourrir, couvrir, éviter le tassement

📊 Tableaux de synthèse

Organismes et fonctions dans le sol