Biodiversitatea solului este varietatea formelor de viață , animale, vegetale și microbiene prezente într - un sol cu cel puțin o parte a ciclului lor de viață. Biodiversitatea solului include locuitorii matricei solului, precum și pe cei din „anexele solului” ( așternut , lemn moart în descompunere, cadavre de animale, excremente). Este o parte a biodiversității subterane care include, de asemenea, mediul de viață peșteră , carstică , a acviferelor , unele defecte și failete etc. Aproape o cincime din toată biomasa (în special microbiană) ar putea fi subterană și trăiește în sedimente, puțin cunoscute, dar joacă un rol major în calitate de bazin de carbon , producător de sol și în ciclurile biogeochimice terestre. Progresele în metagenomică aplicate solurilor, sedimentelor și apelor subterane au arătat recent că majoritatea filelor bacteriene cunoscute sunt prezente și sub suprafața terenurilor emergente, iar 47 de linii de filuri noi au fost descoperite recent acolo, permițând înțelegerea progresivă a distribuției și căile de penetrare / circulație ale organismelor solului și ale mediilor subterane conexe.
Identificarea, numărarea și caracterizarea diversității organismelor vii ale solului permit definirea indicatorilor (sau bioindicatorilor ) calității solurilor și a mediului subteran (și uneori aerian).
„Știm mai multe despre mișcarea corpurilor cerești decât despre pământul pe care îl călcăm. "
- Citat atribuit lui Leonardo da Vinci ( c. 1500).
Solul este un habitat complex și eterogen pe distanțe scurte, care include mai multe spații și în care mai multe forme de resurse de nutrienți coexistă. În consecință, o multitudine de organisme vii pot coloniza acest mediu dând naștere unor lanțuri trofice foarte diverse. Majoritatea speciilor se găsesc în primii 2-3 centimetri de sol, unde concentrația de materie organică și rădăcină este cea mai mare.
În plus față de funcția sa de susținere a producției, solul îndeplinește numeroase funcții de mediu, precum cel de filtrare și loc de depozitare a apei și a poluanților. Fertilitatea solurilor, calitatea producției de alimente, puritatea aerului și calitatea apei sunt legate de o bună funcționare a solului și de activitatea organismelor care îl locuiesc. Prin urmare, solul găzduiește peste 25% din speciile de animale și plante descrise, ceea ce îl face, printre ecosistemele terestre , unul dintre cele mai biodiverse habitate. O linguriță de sol de grădină poate conține mai mult de un milion de organisme împărțite în câteva mii de specii diferite. Chiar dacă fiecare dintre aceste organisme vii joacă individual un rol specific în funcțiile și proprietățile solului, marea lor diversitate și relațiile pe care le stabilesc între ele sunt cele care pun în mișcare procesele biologice la originea bunei funcționări. Medii terestre și adaptabilitatea lor la schimbări (de exemplu schimbări climatice sau schimbări de utilizare a terenului ). Cu toate acestea, biodiversitatea solului rămâne în mare parte necunoscută, atât din punct de vedere taxonomic (majoritatea microbilor săi care constituie microbiota solului nu pot fi cultivate pe mediile de creștere disponibile), cât și ecologice (structura rețelelor trofice în special).
Solul este astfel considerată ca fiind „ a treia frontiera biotice“, adică unul dintre mediile ale căror om bogăție încă nu a explorat, după adâncimile adânci oceanice și copertine din pădurile ecuatoriale. , Din cauza complexității sale, inaccesibilitate și diversitatea sa impresionantă.
Organismele solului sunt în general împărțite în mai multe grupuri:
Cele mai mici organizații sunt cele mai numeroase și cele mai diverse. Există astfel mai mult de două milioane de specii de bacterii și ciuperci, dintre care doar 1% au fost identificate. De râmele sunt între timp grupul a cărui biomasă este cea mai importantă (60 până la 80% din biomasa animal a solului) și cea mai cunoscută diversitate de specii.
În plus față de acest set de organisme, componenta biologică a solului include organele subterane ale plantelor ( rădăcinile plantelor , micorize , noduli etc.) prezente în rizosferă .
Diversitatea organismelor solului este studiată de la scara genei la cea a comunității, de la scara microagregatului la cea a peisajului . Studiul celor mai mari animale ( macrofauna ) se realizează prin colectare și captare urmată de identificarea lor în laborator: de exemplu, se numără numărul și masa organismelor pe metru pătrat de sol. Principala modalitate de a prinde macrofauna nevertebrată care circulă pe suprafața solului este capcana Barber, sau capcana groapă, care constă dintr-o oală îngropată în pământ în care vor cădea animalele.
În ceea ce privește râmele, metoda cea mai utilizată constă în pulverizarea solului cu o soluție de AITC ( izotiocianat de alil ), un compus chimic prezent în special în muștar și al cărui contact irită viermii, pentru a-i aduce în zonă. Apoi este suficient să colectați viermii și să îi identificați. Aceasta este, de exemplu, metoda utilizată de Observatorul participativ al râmelor. De asemenea, este posibil, pentru o prelevare mai completă, să se excaveze o parte a suprafeței solului și să se treacă la o sortare manuală pentru a număra și identifica viermii care sunt acolo.
Totuși, marea majoritate a organismelor din sol nu sunt vizibile cu ochiul liber. Aceasta implică prelevarea unei probe de sol pentru a extrage organismele din laborator folosind dispozitive specifice și a le observa cu o lupă binoculară și un microscop. Unul dintre dispozitivele de extracție cele mai utilizate este așa-numitul dispozitiv Berlese (numit după inventatorul său Antonio Berlese ) care constă în supunerea probei colectate la o sursă de lumină și, prin urmare, de căldură, care va împinge organismele solului să migreze în jos pentru a evita desecarea și pentru a cădea într-o oală care conține un lichid conservant, cum ar fi alcoolul de 70 ° .
Pentru bacterii și ciuperci microscopice, cele mai noi tehnologii fac posibilă extragerea ADN - ului din sol și caracterizarea structurii, densității și diversității genetice a speciilor sau chiar identificarea unei părți a acestora.
În general, fauna solului poate fi clasificată din punct de vedere funcțional în patru categorii, în funcție de mărimea organismelor care o compun: microfauna este formată din animale cu lungimea mai mică de 0,2 mm (diametrul <0, 1 mm ) și include toate protozoare (amoeba, flagelate, ciliate, rotifere, tardigrades și cele mai mici nematozi); mezofauna, a cărei lungime variază între 0,2 și 4 mm (diametrul de 0,1 până la 2 mm ), include majoritatea nematodelor, acarienilor (gamaze, oribate), Collembola, Protoures, Diploures și larvelor tinere macroratropode); macrofauna, a cărei lungime variază de la aproximativ 4 la 80 mm (diametrul de la 2 la 20 mm ) include în principal anelide oligochaete (enchirate, râme de pământ), moluște gastropode (melci, melci), macroartropode (izopode, diplopode, chilopode, arahnide, și insecte incluzând în special Isoptera, Orthoptera, Coleoptera, Diptera și Himenoptera); megafauna, peste 80 mm lungime, include vertebrate (reptile, cum ar fi mamifere care sapa VOLES, câini prerie, marmote, spalaxes sau alunițe), Gymnophiones și typhlopoids .
Estimările abundenței găsite în literatura științifică variază considerabil în funcție de solul studiat. Mediile numărului de indivizi din regiunile temperate sunt, pentru un metru pătrat de sol: macrofaună de la 100 la 1000, mezofaună de la 10 4 la 10 5 , microfaună de ordinul 10 6 . Estimările pentru microbiota solului sunt încă foarte imperfecte: de la 10 11 până la 10 14 bacterii / m 2, iar suprafața cumulativă a tuturor hifelor miceliului micro-ciupercilor poate depăși 100 m 2 .
În Franța, de la începutul anilor 2000, au fost înființate programe de cercetare și experimentale la nivel național pentru a înțelege mai bine biodiversitatea solului la scara Franței și pentru a determina modul în care ar putea fi utilizate organismele solului ca instrumente de monitorizare a calității solului. Astfel, primul protocol pentru extragerea ADN-ului din probele de sol a fost dezvoltat în cadrul programului de cercetare GESSOL („Funcții de mediu și gestionarea patrimoniului solului”). În plus, un program național de cercetare, cu scopul de a defini o baterie de „ bioindicatori ai calității solului ”, a fost coordonat de Agenția pentru Managementul Mediului și Energiei ( ADEME ).
Dacă organismele solului pot fi clasificate în funcție de mărimea lor, ele pot fi grupate, de asemenea, în funcție de rolurile lor și acest lucru la diferite scări:
Activitatea acestor organisme este baza multor servicii ecosistemice esențiale pentru societățile umane:
Presiunea crescută exercitată de activitățile umane (artificializarea și impermeabilizarea terenurilor, metodele lor de management agricol și forestier) și schimbările climatice sunt și vor fi principalele cauze ale degradării solului. Biodiversitatea solului este direct amenințată de degradare, cum ar fi eroziunea , reducerea conținutului de materie organică , poluarea locală și difuză, compactarea, acidificarea, impermeabilizarea și salinizarea solurilor . Schimbarea destinației terenurilor ( de exemplu , urbanizarea, cultivare, defrișarea) este principala cauza a pierderii biodiversității , deoarece organismele din sol , în general , nu au timp să se mute sau de a se adapta la noul mediu.. În general, pajiștile naturale găzduiesc o diversitate mai mare de organisme decât solurile agricole supuse unor practici mai intensive. În aglomerările urbane, închiderea solurilor și împărțirea spațiilor verzi amenință în mod direct menținerea biodiversității.
Valoarea serviciilor ecosistemice oferite de biodiversitatea solului ( fertilitatea solului , protecția culturilor , reglarea ciclurilor nutrienților și a apei, decontaminarea apei și solului, resursele pentru dezvoltarea produselor farmaceutice) este în general insuficientă.nu este percepută de beneficiari. De la începutul anilor 1990, s-au efectuat cercetări pentru a estima valoarea serviciilor legate de biodiversitate cu obiectivul de a dezvolta obiective de protecție la scară națională și supranațională și de a o integra în costul fiecărui proiect la nivel local. Luarea efectivă în considerare a valorii serviciilor ecosistemice legate de biodiversitatea solului ar putea corecta sau chiar inversa diferențele de rentabilitate între diferitele tipuri de utilizare a terenului sau practicile agricole.
| Servicii legate de biodiversitate | Beneficii economice generale (miliarde de dolari) |
|---|---|
| Reciclarea deșeurilor | 760 |
| Formarea solului | 25 |
| Fixarea azotului | 90 |
| Bioremediere a substanțelor chimice | 121 |
| Biotehnologii | 6 |
| Biocontrolul speciilor dăunătoare | 160 |
| Polenizare | 200 |
| Alte alimente naturale | 180 |
Planificarea utilizării terenurilor și politicile de gestionare a solului au un impact major asupra biodiversității solului și, prin urmare, asupra serviciilor furnizate. Deși activitățile umane cântăresc foarte mult asupra solului și funcțiilor sale ecologice, acestea nu au întotdeauna un impact negativ și nu sunt toate ireversibile.
Câteva exemple de practici favorabile biodiversității solului: