Le réseau RMQS, 2200 sites sur le territoire français
Le Réseau de Mesure de la Qualité des Sols (RMQS) mis en place depuis 2002 par le GISSOL, constitue un cadre national pour l’observation de l’évolution de la qualité des sols. Ce réseau systématique de mesures et de suivi des paramètres pédologiques, géré par l’unité INFOSOL (INRA d’Orléans) repose sur le prélèvement et la description des sols d’environ 2200 sites répartis uniformément sur le territoire français, selon une maille carrée de 16 km de côté. Au centre de chaque maille, un dispositif de prélèvement de sols qui sera renouvelé tous les 10 ans est mis en place. Au sein de ce réseau, les outils classiquement utilisés pour la surveillance de la qualité des sols en France consistent principalement en un suivi des caractéristiques physiques et chimiques. Ce réseau a pour objectif de détecter de façon précoce l’apparition et les tendances de la dégradation de l’état des sols. En 2006, les écologistes microbiens de l’INRA de Dijon ont mis en place le programme de recherche ECOMIC-RMQS, qui doit prendre en charge, sur ce réseau de surveillance des sols français, l’abondance et la diversité des microorganismes du sol.
Microorganismes et qualité des sols
Les micro-organismes du sol, de part leur diversité taxonomique et fonctionnelle, jouent un rôle fondamental dans le fonctionnement du sol : cycles du carbone et de l’azote, bio-disponibilité des éléments nutritifs, dégradation de polluants organiques, rétention de polluants métalliques, action sur la structure des sols, etc. Réciproquement, les communautés de micro-organismes sont susceptibles d’intégrer l’ensemble des stress environnementaux touchant le sol. De ce fait, elles apparaissent à cet égard comme des indicateurs précoces de l’évolution de la qualité des sols. Il apparaît donc essentiel de se doter d’outils de surveillance permettant d’appréhender les impacts de diverses pressions (changements d’usages ou de pratiques, pollutions atmosphériques, changements climatiques…) sur les communautés microbiennes du sol et leur biodiversité.
Les premiers résultats du projet ECOMIC-RQMS
Dans ce contexte, le projet ECOMIC-RMQS, financé par l’ADEME et l’ANR, coordonné par l’unité mixte de recherche « Microbiologie du Sol et de l’Environnement » de l’INRA Dijon, a été mis en place pour répondre à différents objectifs prioritaires :
• caractériser et évaluer la biodiversité microbienne des sols français,
• analyser les profils de répartition géographique de cette diversité,
• hiérarchiser les paramètres pédo-climatiques et anthropiques influençant cette biodiversité,
• évaluer les conséquences écologiques des changements de biodiversité.
Dans ce projet, les mesures de densité et de diversité microbienne sont effectuées grâce à des outils de biologie moléculaire directement sur l’ADN extrait des sols du RMQS. Les premiers résultats obtenus dans le cadre de ce programme démontrent :
• une distribution hétérogène mais structurée spatialement à grande échelle de la densité (figure n°1) et de la diversité des communautés microbiennes du sol (figure n°2),
• l’influence significative de certains paramètres pédologiques (pH du sol, texture,…) et anthropiques (mode d’usage agronomique des sols) sur la régulation de cette biodiversité,
• la corrélation positive entre diversité du paysage et diversification des communautés microbiennes du sol à grande échelle. En effet, les chercheurs ont mis en évidence une relation aire-espèce d’autant plus significative que le paysage était diversifié en termes de type de sol, mode d’usage des sols, climat et géomorphologie.
Face aux ambitions affichées de ce programme de recherche qui demande une mutualisation d’outils de biologie moléculaire mais aussi la gestion et conservation de librairies d’échantillons biologiques (ADN de sols) et de données générées associées, les chercheurs de l’INRA Dijon ont créé en 2008 une plate-forme logistique et technique : GenoSol. Cette plateforme a pour mission la conservation, la mise à disposition et la caractérisation des ressources génétiques microbiennes à partir des ADN extraits de sols issus d’échantillonnages de grande ampleur (réseau de surveillance des sols, observatoires de recherche en environnement, sites ateliers…). La mise en place de ce conservatoire doit à terme représenter un véritable référentiel d’analyse de la biodiversité microbienne afin de mieux pouvoir estimer la durabilité des modes de gestion et d’usage des sols.
Pour en savoir plus sur GenoSol : http://www.dijon.inra.fr/plateforme_genosol
Figure 1
Répartition géographique de la quantité d'ADN (=biomasse microbienne) à l'échelle de la France
(cliquer ici pour télécharger la carte)
Figure 2
Cartographie nationale de la structure génétique des communautés bactériennes du sol (en fonction de l'état d'avancement du programme ECOMIC-RMQS)
(cliquer ici pour télécharger la carte)
Chaque carré caractérise la structure génétique d'une communauté bactérienne.
Plus les carrés diffèrent en taille et en remplissage, plus les structures génétiques des communautés bactériennes sont différentes.
Par exemple, les communautés bactériennes du Sud-Ouest et de Bretagne présentent une forte similarité, mais sont très différentes des communautés du Sud-Est.
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