CHAPITRE
Plan
1Le sol : une lente formation
A) Définition et structure d’un sol
- un sol est une pellicule recouvrant une roche (sous-sol) formée d’une fraction solide (éléments minéraux et organiques), une fraction gazeuse (air) et une fraction liquide (eau et ions)
- il présente une structure stratifiée (horizons) :
- litière
- horizon humifère = strate riche en humus
- horizon organo-minéral
- horizon minéral
- selon la proportion des éléments de l’horizon organo-minéral, on parle de sol humifère, sableux, argileux ou calcaire
B) Facteurs de formation
- plusieurs facteurs interviennent sur la formation puis sur l’évolution d’un sol :
- les facteurs climatiques : les précipitations et la température favorisent et accélèrent la formation des sols
- la nature de la roche mère influence le type de végétaux qui s’y installent
- la richesse en organismes : ils interviennent dans l’apport en matières minérales, la formation de l’humus, le brassage et l’aération du sol. Ex. : décomposeurs (bactéries, certains champignons microscopiques)
- la profondeur du sol est différente selon les climats
- la formation d’un sol est un processus lent : 0,02 à 0,1 mm/an
- plusieurs facteurs interviennent sur la formation puis sur l’évolution d’un sol :
C) Étapes de la formation
- étape 1 : la roche mère, nue et exposée à la surface, subit des altérations sous l’action de facteurs externes comme l’eau ou le vent qui conduisent à :
- l'hydrolyse (action chimique des eaux de pluies acides)
- la fragmentation (action mécanique)
- étape 2 : la surface altérée de la roche mère est colonisée par une végétation pionnière dont les racines s’incrustent dans les fissures de la roche et accentuent son altération. Lorsque la végétation meurt, elle se dépose en surface et est décomposée en matière minérale, principalement par les organismes vivants du sol
- étape 3 : l’horizon humifère se forme, le sol s’enrichit en matières organiques, l’altération de la roche est de plus en plus marquée
- étape 4 : le sol s’épaissit et se différencie, les eaux de pluies s’infiltrent et favorisent l’approfondissement de l’humus, la végétation se développe sur un sol de plus en plus riche et profond
- au cours du temps le sol atteint un état d'équilibre avec la végétation et le climat
Transition : situé à l’interface entre biosphère, lithosphère, atmosphère et hydrosphère, le sol a de multiples fonctions environnementales (filtre pour les eaux alimentant les nappes phréatiques, lieu de vie d’organismes) et joue un rôle économique essentiel, notamment dans l’alimentation des populations.- étape 1 : la roche mère, nue et exposée à la surface, subit des altérations sous l’action de facteurs externes comme l’eau ou le vent qui conduisent à :
2L’utilisation des sols pour nourrir les hommes
A) L’agriculture, des sols cultivés
- l’Homme détourne à son profit la photosynthèse en pratiquant l’agriculture afin de nourrir une population toujours croissante. Ex. : plus de 7 milliards en 2015 et 9 milliards prévus en 2050
- l’agriculture favorise la production d’une biomasse par photosynthèse en exploitant le milieu naturel (formation d’agrosystèmes)
- les cultures sont soit saisonnières (blé, maïs, etc.), sur des terres arables, soit permanentes (cacao, café, vignes, etc.). Ex. : les céréales occupent la plus grande part des terres cultivées (= 55 %) et apportent la moitié de l’énergie et des protéines alimentaires de l'humanité
- la croissance des besoins alimentaires (+ 70 % en 2050 par rapport à aujourd’hui), conduit l’Homme à intensifier ses pratiques agricoles et augmenter la surface des terres cultivées
- l’agriculture a besoin de deux ressources essentielles : le sol et l’eau
B) Sol et eau : ressources inégalement réparties
- beaucoup de régions sont impropres à l’agriculture (relief, nature du sol, etc.), les sols cultivables ne représentent que 23 % en moyenne des terres émergées
- cette proportion varie en fonction des régions. Ex. : 30 % en Europe, 7 % en Afrique, 17 % en Asie
- un sol fertile n’est pas seulement un sol riche mais doit contenir de l’eau, qu’elle soit issue des précipitations ou de l’irrigation
- l’eau est une ressource renouvelable qui correspond aux eaux de surface et souterraines renouvelées chaque année grâce aux pluies
- malgré l’abondance de l’eau sur Terre, seule une petite partie est directement exploitable et elle est inégalement répartie : précipitations, prélèvements et disponibilités varient fortement d'une région à l'autre
- la disponibilité moyenne est de 5000 m3/Ha mais est inférieure à 1000 m3/Ha (= pénurie chronique) en Afrique du Nord ou au Proche-Orient
- l’agriculture absorbe 70 % de l’eau consommée dans le monde
C) La biomasse prélevée par l’Homme
- une partie de la production primaire totale de la planète est prélevée
- la part de végétaux cultivés est d’environ 10 milliards de tonnes/an, ce qui correspond à 10 % de la biomasse produite par tous les végétaux continentaux
- en tenant compte de la déforestation, la biomasse totale prélevée par l’Homme est de 20 %
- les prélèvements de biomasse sont inégalement répartis : certaines régions consomment plus qu’elles ne produisent. Ex. : environ 32 % de la population est sous-alimentée en Afrique sub-saharienne
- la biomasse issue de l’agriculture ne cesse d’augmenter
- une partie de la production primaire totale de la planète est prélevée
D) Débats actuels concernant l’agriculture
- l’agriculture et la biodiversité sont en concurrence :
- les agrosystèmes, caractérisés par leur pauvreté spécifique, prennent la place de territoires sauvages
- les pratiques agricoles peuvent perturber la biodiversité naturelle d’un écosystème (pesticides, déforestation, etc.)
- l’Homme doit donc faire face à la nécessité de nourrir une population croissante et à celle de préserver les écosystèmes naturels
- l’agriculture peut être utilisée pour l’alimentation mais également pour fournir des agrocarburants
- ces deux productions sont concurrentes :
- la production des agrocarburants est effectuée sur les mêmes terres cultivables que la production alimentaire
- l’Homme doit donc faire face à la nécessité de nourrir une population croissante et à celle d’utiliser des énergies renouvelables pour remplacer les énergies fossiles qui s’épuisent
Transition : la maîtrise des terres agricoles est un enjeu essentiel mais posséder des terres et de l'eau n'est pas suffisant : les sols doivent aussi être en bon état. Un sol cultivable est une ressource qui doit être préservée.- l’agriculture et la biodiversité sont en concurrence :
3Vers une gestion durable : l’utilisation raisonnée des sols
A) Une ressource fragile et menacée
- la qualité et la surface des sols régressent depuis plusieurs décennies
- contrairement à sa formation, la dégradation d’un sol est rapide (quelques années ou décennies)
- de nombreux sols sont partiellement ou totalement dégradés. Ex. : en France, les sols cultivées sont peu ou moyennement dégradés alors qu’en Afrique centrale ils sont en grande partie dégradés
- le sol est sensible aux actions humaines qui modifient sa composition et ses propriétés chimiques
- les facteurs de dégradation sont multiples et entraînent la baisse de la productivité biologique, du fonctionnement hydrique, de la biodiversité et une toxicité
B) Les facteurs de dégradation des sols
- érosion : l’exploitation intensive, la déforestation et le défrichement diminuent l’épaisseur du sol
- désertification : sur-exploitation des sols menant à des conditions de type désertique
- urbanisation : augmentation de la surface de zones d’habitation au détriment des surfaces cultivables
- pollution : dégradation chimique liée aux pratiques agricoles (pesticides, herbicides, engrais, etc.) ou industrielles
- épandage de déchets : boues d’épuration, composts urbains
- salinisation : accumulation de sel à la surface du sol liée à l’irrigation humaine = toxicité pour les végétaux
- tassement et compaction
C) Comment limiter l’impact de l’Homme ?
- développer la lutte biologique, l’agriculture biologique et raisonnée qui consistent en l’amélioration des pratiques agricoles :
- diminuer les labours, aménagement des sols en terrasse (limite l’érosion)
- limiter l’utilisation de produits phytosanitaires et des engrais
- enherber les cultures, maintenir les haies, rotation des cultures (limite l’utilisation de pesticides et herbicides en favorisant la biodiversité)
- freiner la déforestation, le défrichement, la désertification
- recyclage des déchets organiques
- dépollution des sites industriels
Bilan : le sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. L’Homme a récemment pris conscience de l’importance du sol, ressource essentielle pour subvenir aux besoins alimentaires croissants de la population humaine. Il essaye donc de mettre en place des solutions afin de limiter leur dégradation et améliorer sa gestion (respect, conservation et protection). Le sol est devenu un enjeu majeur pour l’humanité !- développer la lutte biologique, l’agriculture biologique et raisonnée qui consistent en l’amélioration des pratiques agricoles :
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