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Ministère de la Transition
écologique et solidaire

Commissariat général au Développement durable

OBSERVATION ET STATISTIQUES

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La biodiversité des sols

Le sol est un milieu vivant comprenant des microorganismes et de la faune. Les organismes vivants présents dans les sols assurent ensemble un rôle essentiel dans la formation des sols et leur évolution, ainsi que dans le bon fonctionnement des écosystèmes. La faune participe à la fragmentation et à l’enfouissement de la matière organique, secondée par les microorganismes, qui la décomposent. Par exemple, les vers de terre réorganisent l’agencement des composants du sol (eau, air, matières minérales et organiques) en dégradant et en brassant les matières organiques. Les organismes du sol remplissent également des fonctions environnementales essentielles. La résistance à l’érosion, la régénération après des tassements, la production végétale et l’activité microbienne, par exemple, s’en trouvent améliorées. Certains micro-organismes décomposent la matière organique, recyclent le carbone, l’azote, le phosphore ou le potassium, tandis que d’autres dégradent les contaminants.

En termes de diversité, un sol contient plusieurs milliers d’espèces animales et plusieurs dizaines à plusieurs centaines de milliers d’espèces bactériennes et de champignons. La quantité (biomasse) d’organismes vivants présents dans le sol d’une prairie permanente peut représenter 1,5 t/ha de faune du sol, 2,5 t/ha de bactéries et 3,5 t/ha de champignons, soit respectivement un tiers, 60 % et 80 % de la quantité de végétation récoltée dans une prairie.

La microflore du sol, ou micro-organismes, de taille inférieure à 0,2 mm, regroupe majoritairement des bactéries et des champignons. Le nombre d’espèces et leur abondance varient en fonction du milieu, des caractéristiques du sol et de son usage. Ainsi, dans une prairie permanente, les bactéries peuvent représenter jusqu’à 1 milliard d’individus par gramme de sol.

La biomasse microbienne des sols a été mesurée dans les sols de France métropolitaine, grâce à une estimation de leur quantité d’ADN. Elle s’échelonne de 0,1 à 38,8 μg d’ADN par gramme de sol (moyenne de 8 μg). Les trois quarts des sols ont des concentrations situées entre 3 et 11 μg. Les sols les plus riches en ADN microbien sont situés en Lorraine et en Champagne-Ardenne et dans les massifs montagneux (Alpes, Massif central, Pyrénées, Vosges). Les sols les plus pauvres se trouvent dans les Landes, le Nord et le Nord-Ouest. Cette distribution géographique s’explique par la texture des sols, le pH, la teneur en carbone organique et par l’occupation du sol. Les sols présentant la plus grande densité microbienne sont argileux, basiques (pH élevé) et riches en carbone organique. En règle générale, les sols sous prairie (12 µg/g de sol) ou sous forêt (10 µg/g de sol) ont une densité microbienne bien plus importante que les sols cultivés en monoculture (7 µg/g de sol) ou les sols de vignobles (5 µg/g de sol).

 


Note : Ces résultats proviennent de l’analyse de 1974 échantillons de sols issus du Réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS) ; France métropolitaine hors Corse.

Dans une prairie permanente, la faune du sol représente jusqu’à 260 millions d’individus par m² (ind./m²), correspondant au minimum à 1,5 t/ha (soit le poids de deux vaches) et plusieurs milliers d’espèces. Elle occupe essentiellement les 30 premiers centimètres du sol même si les vers de terre peuvent creuser à plusieurs mètres de profondeur.

La faune du sol se subdivise en trois groupes différenciés selon leur taille : la microfaune (taille inférieure à 0,2 mm), la mésofaune (taille de 0,2 à 4 mm) et la macrofaune (supérieure à 4 mm). Les nématodes, appartenant à la microfaune, sont des prédateurs de la microflore du sol, ils stimulent donc son renouvellement. La mésofaune réunit principalement les collemboles et les acariens. Ils fragmentent les résidus végétaux. Enfin, la macrofaune (fourmis, vers de terre, etc.) fragmente les résidus végétaux morts qu’elle incorpore au sol. Elle crée par ailleurs sa propre porosité (galerie, déjection, fourmilière), qui influence la circulation de l’air et de l’eau dans le sol. Dans les sols bretons par exemple, l’abondance des vers de terre est assez importante (en moyenne 260 ind./m²) et semble liée à l’occupation du sol : faible sous forêt (50 ind./m²), intermédiaire sous culture (215 ind./m²) et forte sous prairie (350 ind./m²). En revanche, leur diversité (23 espèces) semble liée aux pratiques agricoles, les sols fertilisés ou soumis à des traitements phytosanitaires offrant une moindre diversité.

De par leurs activités (recyclage de la matière organique, régulation de la circulation de l’eau, stimulation de l’activité microbienne, etc.) certains organismes comme les vers de terre, constituent d’excellents bio-indicateurs de la qualité des sols (Observatoire participatif des vers de terre - OPVT). La qualité phytosanitaire des sols peut être évaluée en étudiant leur microflore. Certaines populations provoquent des maladies (nécroses, galles racinaires, etc.), tandis que d’autres stimulent la croissance des plantes ou leurs réactions défensives via des associations symbiotiques (bactéries et champignons). 

Cette biodiversité est menacée par des espèces invasives, comme les Plathelminthes (vers plats) terrestres, prédateurs des vers de terre. En France métropolitaine, début 2014, au moins une espèce de Plathelminthe a été observée dans 39 départements, et 4 espèces différentes dans 3 départements. D’autre part, les activités humaines suscitent de nombreuses pressions : artificialisation (imperméabilisation), mise en culture, déforestation, épandages de pesticides ou de boues d’épuration (chargées en métaux ou micro-organismes pathogènes), gestion agricole ou forestière (tassement ou érosion des sols). Par exemple, les labours ou la mise en culture de prairies altèrent la diversité des champignons et l’abondance des vers de terre. Les amendements organiques, la limitation de l’usage des pesticides et du travail mécanique peuvent atténuer cette perte. Le mélange d’essences forestières en sylviculture, les amendements organiques, les rotations et les intercultures améliorent l’abondance microbienne des sols. 

Note : L’atlas européen de la biodiversité du sol, traduit en français dans le cadre du programme Gessol du Medde, est disponible en téléchargement libre sur le portail européen des sols (eusoils.jrc.ec.europa.eu/), ainsi que sur le site de Gessol (www.gessol.fr/atlas).

En Europe, parmi les nombreux facteurs qui menacent la biodiversité des sols, les plus importants sont : l’exploitation intensive, la perte de matière organique, la perturbation des habitats, l’artificialisation des sols, la pollution et les changements d’usage. La Grande-Bretagne et les pays d’Europe centrale sont les plus concernés, car l’agriculture intensive y est combinée à un grand nombre d’espèces invasives et au risque de perte de carbone organique.

Méthodologie :

La biodiversité des sols bretons a été étudiée sur 108 sites prélevés au printemps, en 2006 et 2007, sur environ 27 000 km², dans le cadre du programme RMQS BioDiv. Cette étude pilote vise à identifier les espèces pouvant servir de bio-indicateur pour appréhender la richesse biologique des sols. Les méthodes d’étude diffèrent selon les organismes étudiés : globales pour la microflore (fumigation-extraction, quantification de l’ADN), approche taxonomique avec identification des espèces pour la faune.

L’abondance microbienne des sols de France métropolitaine
a été analysée à l’aide d’outils de biologie moléculaire appliqués à l’ADN microbien pour 1 900 sites sur les 2 200 que compte le Réseau de mesures de la qualité des sols RMQS (projet Ecomic-RMQS – financements ANR Biodiversité 2006-2009 et Ademe). Elle est estimée par la quantité d’ADN extraite des échantillons de sol provenant de la première campagne de mesures du RMQS (2000-2009).

Pour mieux comprendre

Indicateurs & Indices > Environnement > Données de synthèse sur la biodiversité > État de la biodiversité ordinaire et remarquable > La microflore du sol

Voir aussi...

  • http://www.ademe.fr/ (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie – Ademe)
    Rubrique > Médiathèque > La vie cachée des sols
  • http://www.developpement-durable.gouv.fr/ (Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie)
    Rubrique > Prévention des risques > Risques technologiques et transports de matières dangereuses > Sites et sols pollués > Boite à outils > Programme de recherche GESSOL : Fonctions environnementales et gestion du patrimoine sol
  • http://www.gessol.fr/ (GESSOL "Fonctions environnementales et GEStion du patrimoine SOL")
    Rubrique > Dossiers thématiques > Biodiversité: La vie cachée des sols
  • http://indicateurs-biodiversite.naturefrance.fr/ (Observatoire national de la biodiversité)
    Rubrique > Indicateurs > Tous les indicateurs > Évolution de la densité microbienne des sols en métropole
    Rubrique Indicateurs > Tous les indicateurs > Évolution de la biodiversité bactérienne des sols

Mis à jour le 13/10/2014

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