Soutenance de thèse de Ninon DELCOURT

Le sol constitue un compartiment majeur dans le fonctionnement des écosystèmes, siège du turn-over de la matière organique, supportant de nombreux services écosystémiques. Son fonctionnement dépend de l’influence de nombreux facteurs environnementaux (climat, couvert végétal, substratum géologique, topographie, usage actuel des terres…) et de leurs interactions. Si la plupart des facteurs évoqués précédemment commencent à être bien documentés, peu d’éléments bibliographiques considèrent l’importance de l’historique des usages sur le fonctionnement actuel du sol et sur les propriétés chimiques et microbiologiques qui en découlent. La matière organique et minérale du sol présente une grande variété de molécules, résultants de ces facteurs environnementaux et de processus successifs de dégradation et de stabilisation. Or, il a été montré que la signature chimique de la matière organique peut être caractéristique d’un écosystème, des assemblages forestiers ainsi que de leur âge. Trois hypothèses permettent de définir ce travail : (i) Les signatures chimiques des sols diffèrent selon leur usage présent et dépendamment du climat (ii) l’empreinte de l’usage antérieur d’un sol sur sa signature chimique est observable dans les couches inférieures du sol et (iii) l’usage antérieur d’un sol a une incidence sur son fonctionnement actuel (microorganismes, mésofaune). Ainsi, cette thèse vise dans un premier temps à créer un référentiel des signatures chimiques des sols en fonction de leurs usages actuels dépendamment des pratiques associées et du climat. Il s’agit ensuite d’assigner une signature chimique à un historique d’usage ainsi que de suivre l’évolution de cette signature chimique selon la profondeur du sol et les conditions pédoclimatiques. La signature chimique du sol est caractérisée par des analyses chimiques (spectroscopie moyen infrarouge (FTIR), C et N). Enfin, l’incidence des usages antérieurs sur le fonctionnement actuel des sols est étudiée dans le but d’identifier les leviers qui jouent sur le fonctionnement des sols actuels. Pour se faire, l’état fonctionnel du sol est caractérisé par le biais d’analyses microbiennes et de la mésofaune. Des forêts de Q. pubescens sont considérées dépendamment de leur histoire et de leur âge via trois combinaisons d’usages passé/présent : des forêts anciennes âgées de plusieurs siècles, des forêts récentes qui se sont développées à partir de cultures en terrasses présentes entre 1830 et 1860 et des forêts très récentes, développées à partir de cultures en terrasses autour de 1950.

Soil is a major compartment in ecosystems functioning, supporting organic matter turnover and many ecosystem services. Soil functioning is influenced by different environmental factors (climate, vegetation cover, geological substratum, topography, current land use...) and their interactions. Although most of these factors have started to be well documented, few studies consider the importance of historical land use on current soil functioning and the chemical and microbiological properties. Soil organic and mineral matter presents a great variety of molecules, resulting from environmental factors and successive processes of degradation and stabilization. Furthermore, it has been notably shown that the chemical signature of organic matter can be characteristic of an ecosystem, forest assemblages and their age. Three hypotheses define this work: (i) soils chemical signatures differ according to their current land use depending on climate conditions (ii) A chemical footprint of land use legacy is observable in the lower layers of the soil (iii) this soil land use legacy influence the soils current functioning (microorganisms, mesofauna). As a first step, this work thus aims to create a referential model of chemical signatures of soils according to their current land use, depending on associated practices and climate. Then, a chemical signature is allocated to a historical land use and the evolution of this chemical signature is followed according to soil depths and the soil’s pedoclimatic conditions. Soil chemical signatures are characterized by chemical analyses (Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), C and N). Finally, the impact of past land use on current soil functioning is studied to identify the levers that play a role on soil functioning. In order to achieve this aim, soil functioning is assessed by means of microbial and mesofauna analyses. Q. pubescens forests are considered depending on their age and historical land use, by using three combinations of past/present land uses: ancient forests, which are hundreds of years old, recent forests developed from agricultural terraces present between 1830 and 1860, and very recent forests developed from agricultural terraces around 1950.