The impact of soil temperature increase on organic matter and faunal properties in a frozen calcareous scree in the French Alps

We examine the effect of natural differences in soil temperature at two locations distant by approximately 500 m in the frozen scree of La Plagne en Chartreuse (Savoy, France). We determined humus properties, soil organisms and biologically mediated soil-forming processes in screes from a low part dominated by an open pine forest (OF, 1100 m asl) and in a top part covered by a dense pine forest (DF, 1200 m asl). Our results show a soil temperature increase of about 3.8 °C in the DF plot during June to October, but similar humus morphology at both plots. Soil pH was lower, and C/N ratio higher in the DF plot. Soil faunal composition differed between DF and OF plots for some taxa. While the abundance of the Oribatid mites was higher, abundance of Collembola was significantly lower in the DF plot. As earthworm activity was scarce at the site, Oribatid mites and Collembola presumably play an important role in the humus microstructure which was confirmed by the analysis of the humus micro-aggregation. To date, changes in the pedofaunal communities did not alter the humus form which may be explained by the complexity of biotic soil interactions and the high functional redundancy of the soil fauna

Modulating the photoluminescence of bridged silsesquioxanes incorporating Eu(3+)-complexed n,n '-diureido-2,2 '-bipyridine isomers: application for luminescent solar concentrators

Two new urea-bipyridine derived bridged organosilanes (P5 and P6) have been synthesized and their hydrolysis-condensation under nucleophilic catalysis in the presence of Eu(3+) salts led to luminescent bridged silsesquioxanes (M5-Eu and M6-Eu). An important loading of Eu(3+) (up to 11%(w)) can be obtained for the material based on the 6,6'-isomer. Indeed the photoluminescence properties of these materials, that have been investigated in depth (photoluminescence (PL), quantum yield, lifetimes), show a significantly different complexation mode of the Eu(3+) ions for M6-Eu, compared with M4-Eu (obtained from the already-reported 4,4'-isomer) and M5-Eu. Moreover, M6-Eu exhibits the highest absolute emission quantum yield value (0.18 +/- 0.02) among these three materials. The modification of the sol composition upon the addition of a malonamide derivative led to similar luminescent features but with an increased quantum yield (026 +/- 0.03). In addition, M6-Eu can be processed as thin films by spin-coating on glass substrates, leading to plates coated by a thin layer (similar to 54 nm) of Eu(3+)-containing hybrid silica exhibiting one of the highest emission quantum yields reported so far for films of Eu(3+)-containing hybrids (0.34 +/- 0.03) and an interesting potential as new luminescent solar concentrators (LSCs) with an optical conversion efficiency of similar to 4%. The ratio between the light guided to the film edges and the one emitted by the surface of the film was quantified through the mapping of the intensity of the red pixels (in the RGB color model) from a film image. This quantification enabled a more accurate estimation of the transport losses due to the scattering of the emitted light in the film (0.40), thereby correcting the initial optical conversion efficiency to a value of 1.7%.FCT - PTDC/CTM/101324/2008COMPETEFEDE

les sciences du sol et l'Initiative du 4 pour 1000 - les promesses du carbone souterrain

International audienceThe Paris Agreement reached at the COP 21 signals the new centrality of carbon sinks, including soils, as a key means of enabling a net zero carbon global balance through the development of 'negative emission technologies'. This article focuses on the 4 per 1000 Initiative, which the French government launched to foster soil carbon sequestration with an international scope. We present and discuss the multidisciplinary design of our research, the methodological tensions that it entailed and the assets that it eventually represented for a better consideration of soil agency and vulnerability. Drawing on an in-depth qualitative investigation, we discuss soil carbon sequestration promises in light of the broader politics of soil knowledge. We argue that the 4 per 1000 promise may have failed to give adequate attention to soil's complex agency (e.g. its capacity to both release and sequester carbon and other greenhouse gases) and soil's vulnerability (e.g. to urbanisation and intensive agriculture, which have long been causing soil degradation, including carbon loss). Committing to a richer conception of soil agency and soil fragility is crucial to enact the social and environmental conditions for fostering efficient and sustainable technological and political change in relation to climate change

Effets directs et combinés des stress liés aux sécheresses et incendies sur les communautés de vers de terre dans un écosystème méditerranéen

International audienceWe studied the dynamics of earthworm populations in a fire prone forest environment in Mediterranean France from 2005 to 2011. Species diversity, worm number, size and biomass and worm casts size, number and spatial distribution were measured in an experimental design including 33 plots, with various fire regimes combining 2 fire frequencies (few fires vs many fires in 50 years) and 3 dates for the last fire (1, 4 and 15 years ago) and unburnt control plots. The follow up included a period of repeated drought (2003-2007) followed by a period of normal climate (2008-spring 2011). The two last fires (2003 and 2007 occurred respectively at the beginning and at the end of the dry period, which allowed assessing the drought-fire stress interaction. Worm populations, diversity and activity were reduced by fire as well by repeated drought. The reduction was higher in case of repeated fires. Fire and drought mutually increased their respective impact, showing a strong interaction. Worm activity, size and spatial distribution gradually recovered in 4 years after the end of drought but remained lower than normal in recently or frequently burned plots. Population spreading from refugees was studied too and proved to be slow (2-3 m/year)

Développement du système sol-plantes 9 à 136 ans après la réhabilitation écologique de lits de ravines marneuses érodées (Alpes du sud françaises)

International audienceMarly badlands, showing active eroded gullies and low soil fertility, are found in the French Southern Alps since around 250 years. Negative ecological, social and and economical consequences of such intense erosion historically promoted the ecological restoration of these terrains. In a small catchment of 390 ha (Saignon catchment, France), a first wave of restoration was run in 1876-78, mainly through Austrian black pine plantation on eroded gully sides. A second wave occurred in 2002 and focused on gullies partly vegetated on their sides but still showing active gully beds. Bioengineering works, made of barriers of Salix cuttings, were implanted in gully beds to increase sedimentation and in turn to re-initiate soil formation. This strategy proved to be efficient to retain sediment and to favor plant colonization. The aim of this study was to investigate soil fertility of sediment mounds retained in gully beds 9 to 136 years after their rehabilitation. To answer this question, we compared the topsoil (0-10 cm depth) chemical fertility of 6 gully beds restored in 2002 with bioengineering works to the one of 5 gully beds belonging to gullies stabilized by pine plantation 136 years ago. As a control, sediment mounds found in 15 bare gully beds were also studied. In each gully, basic soil characteristics of composite samples were assessed. Vegetative cover, plant richness and litter accumulation were also measured. We found that soil organic carbon and total nitrogen content significantly increased with the time since gully bed rehabilitation (4.3±0.4 / 12±1 / 21±2 g.kg-1 and 0.80±0.02 / 1.4±0.02 / 1.7±0.07 g.kg-1) for bare gully beds and gully beds rehabilitated 9 and 140 years ago, respectively. Carbonate content was lower in restored gullies (average value of 242±5 g.kg-1) compared to control ones (547±13 g.kg-1). These results suggest that pedogenesis was engaged in both sets of restored gullies (decarbonatation process). Available phosphorus was lowest in gully beds restored in 2002 (8.3±4 mg.kg-1; ANOVA test,

Le sol : enquête sur les mécanismes de (non) émergence d'un problème public environnemental

National audienceSi les sols sont indispensables à l'activité humaine et au bon fonctionnement des écosystèmes, ils ne font pourtant l'objet d'aucune mesure de conservation contraignante qui leur soit dédiée. Nous défendons que les difficultés à mettre en place des mesures de conservation du sol ne renvoient pas simplement à l'invisibilité propre au monde souterrain et aux dangers qui le menacent : comprendre ces difficultés demande de retracer la trajectoire de mise à l'agenda du sol comme enjeu environnemental et les répertoires particuliers dans lesquelles elle s'exprime. En déployant une approche pluridisciplinaire alliant sciences sociales et sciences du sol, nous avons cherché à identifier et à caractériser les logiques de requalification environnementale du sol à l'oeuvre depuis le milieu des années 2000. Nous avons notamment cherché à comprendre dans quelle mesure ces logiques de requalification du sol comme enjeu de conservation se démarquaient de l'appréhension agricole dominante qui envisage le sol en termes de support de fertilité et de production agronomique. Sur la base d'une enquête sociologique qualitative approfondie menée en France, incluant exploitation documentaire et entretiens, nous caractérisons deux logiques de requalification environnementale du sol, en termes d'une part de conservation des sols et de leur biodiversité menacés par des processus de dégradation, et en termes d'autre part de conservation et de sécurisation des fonctions et services rendus par les sols. Nous discutons enfin les différences et les relations entre ces deux logiques du point de vue de la manière dont elles interpellent, bousculent, ou au contraire font alliance avec les enjeux et les intérêts agricoles

Diversité et structure des communautés de collembole en peuplements forestiers purs et mélangés

National audienceAugmenter la diversité des espèces forestières est aujourd'hui un des scénarios envisagés pour adapter la gestion sylvicole face aux changements climatiques et à l'augmentation des besoins en bois et des autres services écologiques rendus par la forêt aux sociétés humaines. En France, sur 15,1 millions d’hectares de surface forestière, 6,3 millions sont composés de peuplements à deux ou trois essences. Un des avantages avancés des peuplements mélangés, serait que ces derniers renfermeraient une plus grande diversité spécifique. Il a été montré qu’une plus grande diversité en arbre favorise l'apparition de différents microhabitats qui peuvent abriter différentes espèces végétales de sous-bois. Néanmoins, très peu d'études ont porté sur la diversité de la faune du sol dans les peuplements mélangés. Bien que certaines études mettent en évidence une réponse positive du mélange sur la biodiversité ou l’abondance de la faune du sol, d’autres montrent un effet peu marqué. De manière générale, l’effet des peuplements forestiers plurispécifiques face aux monospécifiques apparait comme fortement idiosyncratique ainsi que très dépendant du groupe de faune du sol étudié. De plus, il est important de relever que beaucoup d’études de ce type portent sur des effets de conversion forestière ou bien d’autres dispositifs qui ne permettent pas de statuer sur l’effet du mélange car toutes les modalités de peuplements purs et mixtes ne sont pas observées. Au travers ce constat, il est important de renforcer nos connaissances sur l’effet des peuplements mélangés sur la biodiversité et la structure des communautés de faune du sol qui sont des acteurs majeurs de la décomposition et interviennent fortement dans la régulation des cycles biogéochimiques de ces écosystèmes. Ainsi, cette étude vise à déterminer l'impact de la sylviculture en mélange sur la biodiversité des sols. Plus spécifiquement, nous avons étudié l'impact de la sylviculture en mélange en comparant des peuplements mélangés à des peuplements purs sur la diversité biologique des sols et plus spécifiquement sur les microarthropodes, en particulier les collemboles. Nous avons étudié deux massifs forestiers, un site de montagne et un de plaine, situés sur le massif de Belledonne (Isère) et en forêt d’Orléans (Centre), respectivement. Sur ces deux sites, trois compositions du peuplement ont été sélectionnés, à savoir deux peuplements purs (un feuillu et un résineux) et un peuplement mixte (mélange feuillu-résineux), avec 5 et 6 réplicats, pour Belledonne et Orléans, respectivement. Pour le site de montagne, les peuplements sont composés par du hêtre (Fagus sylvatica) et/ou du sapin (Abies alba). Pour le site de plaine, les peuplements sont constitués par du chêne (Quercus petraea) et/ou du pin (Pinus sylvestris). L’échantillonnage de microarthropodes a été réalisé en novembre 2013 pour les deux sites par carottage (Ø : 4,3 cm, 7 cm de profondeur) puis extraction par gradient de chaleur (Berlèse) pendant 8 jours. Les collemboles ont été identifiés à l’espèce. Parallèlement, plusieurs paramètres ont été mesurés tels que l’humidité du sol, le pH, le C/N, la CEC et les formes d’humus. Au total, 1490 individus ont été identifiés, appartenant à 41 espèces différentes. De manière générale, au regard des deux sites, l’abondance et la diversité des communautés de collemboles différent selon le type de peuplement. L’abondance et la richesse spécifique sont supérieures dans les peuplements de feuillus purs, 22 203 ind.m-2 et 10,27 espèces, en comparaison aux peuplements purs de résineux, 9 677 ind.m-2 et 6,54 espèces, respectivement. Les peuplements mélangés présentent des valeurs intermédiaires aux deux autres peuplements avec environ 14 782 ind.m-2 et 8,36 espèces. Comme attendu, l’analyse multivariée (BGA : between group analysis) des communautés de collemboles révèle que la réponse de ces communautés dans les peuplements mélangés diffère entre les deux sites. En effet, pour le site de plaine, les peuplements mélangés montrent une structure plus proche des peuplements résineux que celle des peuplements de feuillus (p simulée : 0,001). Bien que les différences soient nettement moins marquées en montagne (p simulée : 0,055), les communautés de collembole dans les peuplements mélangés semblent à l’inverse plus proches des communautés des peuplements de feuillus. Par l’intermédiaire d’une régression PLS (partial least square regression), nous avons présélectionné des variables explicatives pour chaque site que nous avons inséré de manière passive dans la BGA de chaque site (Figure 1). Il apparaît que les communautés de collemboles ne sont pas prédites par les mêmes facteurs environnementaux pour les deux sites. Ainsi, seulement le C/N apparaît en commun comme facteur explicatif de la variabilité des communautés des microarthropodes. Nous pouvons conclure que les peuplements mélangés ne soutiennent pas une diversité ou une abondance plus importante que les peuplements de feuillus quel que soit le site étudié. Toutefois, ils présentent toujours des valeurs intermédiaires aux deux peuplements purs, que ce soit pour l’abondance ou la diversité des collemboles. De plus, il apparaît évident que les facteurs de contrôle en fonction des sites ne sont pas les mêmes. Pour aller plus loin, il serait intéressant d’analyser les fonctions assurées par les organismes du sol dans les différents peuplements afin de prédire si les peuplements mélangés peuvent soutenir plus de services écosystémiques que les peuplements purs tels que la décomposition et le recyclage du carbone. Enfin, une étude comprenant plus de deux sites, placés sur un gradient climatique permettrait de découpler l'effet du mélange et des facteurs climatiques

Regards sur la recherche française en Sciences du sol à partir d'une analyse bibliométrique : points forts, points faibles et tendances récentes

International audienceRegards sur la recherche française en Sciences du sol à partir d'une analyse bibliométrique : points forts, points faibles et tendances récentes 49 RÉSUMÉ Une analyse bibliométrique de la recherche française sur les sols a été effectuée par le Groupe Thématique sur les sols d'AllEnvi, à la fois sur le plan quantitatif (nombre d'articles, taux de citations) et qualitatif (place de la recherche française sur la scène internationale, type de collaborations nationales inter-organismes ou internationales, thèmes de recherche abordés…). Cette étude a été réalisée en intégrant également une analyse des dynamiques temporelles. Les résultats montrent que la production française sur les sols représente 4,3% de la production mondiale, classant la France au 7 e rang des pays publiant sur ce thème au cours des 15 der-nières années En terme qualitatif, la France se situe dans le peloton de tête au niveau mondial, avec des taux de citations légèrement inférieurs à ceux de l'Angleterre, équivalents à ceux de l'Allemagne et de l'Australie, légèrement supérieurs à ceux des Etats-Unis et loin devant ceux des pays émergents. Le pourcentage d'articles co-signés avec des collaborateurs internationaux montre une progression significative, de 45% dans les années 90-2000 à 59% dans les années récentes. Plusieurs institutions françaises contribuant aux recherches sur les sols ont, du fait Comment citer cet article : Pellerin S., Lelievre V., Arnaud F., Cécillon L., Dia A., Valentin C.-2019-Regards sur la recherche française en Sciences du sol à partir d'une analyse bibliométrique : points forts, points faibles et tendances récentes, Etude et Gestion des Sols, 26, 49-63 Comment télécharger cet article