ʺ Liens entre fonctionnement et biodiversité du sol pour limiter l’érosion hydrique, dans différents cas d’utilisations des terres ʺ VOLET 1 - COMPRENDRE LES SERVICES ECOSYSTEMIQUES : 12 MARS 2015 : JOURNEE SCIENTIFIQUE CEMEB : SERVICES ECOSYSTÉMIQUES ET SOCIÉTÉS HUMAINES Yogan Monnier, Luis Merino-Martín, Amandine Erktan, Alexia Stokes, INRA

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Quels services ?

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Quels services ? ‘Système sol’ ‘supporting services’ Protection contre l’érosion Comment l’utilisation des terres et la végétation influencent l’érosion des sols ? Utilisation des terres Végétation

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... A une autre échelle… Erodibilité = susceptibilité du sol à l’érosion hydrique Biomasse et distribution racinaire Couvert végétal Diversité racinaire Diversité microbienne Stabilité des agrégats Quel rôle des systèmes racinaires et de la diversité fonctionnelle du sol dans la stabilisation des agrégats ?

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Immersion eau : désagrégationEthanol : blocage désagrégationAgrégats secs (3 – 5 mm) Séparation des fractionsPesée des fractions Méthode « Le Bissonnais » La stabilité des agrégats, un proxy de stabilité structurelle du sol

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 1 : Gradient d’anthropisation Luis Merino-Martín Post-doc Vegetation Plant roots Vegetation Plant roots Soil Erodibility Soil Erodibility Soil microorganisms Community composition and structure Soil microorganisms Community composition and structure Aggregate stability Chemical and physical characteristics Root traits Quels liens entre végétation, microorganismes du sol, et érodibilité ?

Agroforesterie en milieu méditerranéen, Restinclières, France Forêt en régénération naturelle et agriculture raisonnée, Wytham, UK Natural regeneration Agroforest Natural regeneration and organic farmland SubalpineMediterranean Chamrousse France Restinclières France Wytham England Temperate CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 1 : Gradient d’anthropisation Luis Merino-Martín Forêt en régénération naturelle, Chamrousse, France 3 sites, 3 climats différents Au sein de chaque site, différents gradients

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 1 : Gradient d’anthropisation Luis Merino-Martín Restinclières Soil samples for root, microbial and soil physical and chemical analyses Aggregates for aggregate stability AGROFORET CHAMPS PLANTATION FORET

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 1 : Gradient d’anthropisation Luis Merino-Martín Restinclières Au sein de chaque site, la présence d’arbres est-elle liée à une meilleure stabilité du sol ? 1. Influence de l’utilisation des terres sur la stabilité 2. Effet de la ligne d’arbres en système agroforestier Land use intensity

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 2 : Systèmes agroforestiersYogan Monnier Quelle influence d’une végétation permanente sur l’érodibilité en système agroforestier ? Post-doc Sites Mesures Div. Métabolique microbienne Div. Fonctionnelle racinaire Stabilité d’agrégats Structure de végétation Gradient pédo-climatiques Zone d’échantillonnage

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 2 : Systèmes agroforestiersYogan Monnier Une meilleure stabilité dans les lignes d’arbres… Des différences entre sites => L’âge de la plantation Intensité de gestion Labourage Compost / … Mais pas de partout !

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 2 : Systèmes agroforestiersYogan Monnier La stabilité évolue avec la structure de la végétation Présence du houppier Présence de racines Présence d’une végétation pérenne

° CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 3 : Talus routiers Amandine Erktan Quel rôle des traits racinaires dans la stabilisation des sols des talus ? 0 – 10 ans11 – 20 ans21 – 30 ans 31 – 40 ans> 40 ans Talus (Nord Montpellier) 5 talus / classe d'âge Sources : D. Bouchet Le long d’un gradient successionnel de végétation + perturbation Trait. foliaires Phénologie floraison Traits racinaires Traits archi. Stabilité d’agrégats

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 3 : Talus routiers Amandine Erktan Pas d’effet du fauchage Très instable Instable Moyennement stable Stable Très stable Stabilité des agrégats de sol (mm) F=7,6 *** a a ab bc c années F=3.6/* F=3.3/* Densité racinaire en masse (kg.m -3 ) a ab b a b Une amélioration de la stabilité avec la succession de végétation

Longueur racinaire spécifique Teneur en matières sèches des racines Diamètre moyen racinaire Concentration Azote racinaire Concentration Carbone racinaire Densité racinaire (masse) Modalités de croissance racinaire Modèle d’équations structurelles P-value = 0,03 CFI = 0,95 0,7*** Age des communautés 0,7*** 0,9*** 0,5*** -0,9*** 0,8*** -0,3 n.s 44 % 22 % 71 % 9 % 92 % 35 % 45 % CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 3 : Talus routiers Amandine Erktan Tester les liens de causalité entre l’âge des communautés, les traits racinaires et la stabilité des agrégats

Longueur racinaire spécifique Teneur en matières sèches des racines Diamètre moyen racinaire Concentration Azote racinaire Concentration Carbone racinaire Densité racinaire (masse) Modalités de croissance racinaire 0,7*** Age des communautés 0,7*** 0,9*** 0,5*** -0,9*** 0,8*** -0,3 n.s 44 % 22 % 71 % 9 % 92 % 35 % 45 % CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 3 : Talus routiers Amandine Erktan L’âge des communautés influence les traits racinaires Modèle d’équations structurelles P-value = 0,03 CFI = 0,95

Longueur racinaire spécifique Teneur en matières sèches des racines Diamètre moyen racinaire Concentration Azote racinaire Concentration Carbone racinaire Densité racinaire (masse) Modalités de croissance racinaire Stabilité des agrégats 0,7*** Age des communautés 0,7*** 0,9*** 0,5*** -0,9*** 0,8*** -0,3 n.s -0,06 n.s 0,7 ** 0,1 n.s -0,2 n.s 0,2 n.s -0,06 n.s -0,2* 44 % 22 % 71 % 9 % 92 % 35 % 45 % 68 % CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Cas d’étude 3 : Talus routiers Amandine Erktan Le diamètre moyen racinaire est le principal facteur explicatif Modèle d’équations structurelles P-value = 0,03 CFI = 0,95

CONTEXTECAS D’ÉTUDESSUITE... Sols / Climats / Utilisation des terres Diversité racinaire Diversité microbienne Stabilité des agrégats A l’échelle de la plante A l’échelle du paysage Structure de la végétation Une synthèse d’études complémentaires … Diversité chimique Et surtout… Une diversité de chercheurs ! PhD thesis: J. Nespoulous (Thèse : INRA/IUCN) PhD thesis: J. Demenois (Thèse : FCPR) PhD thesis: A. Mohamed (Thèse : Gov. Syrie)