Etude des liens entre biodiversité, structure et fonctionnement des sols

Les forçages environnementaux liés aux activités humaines altèrent à la fois la matrice organo-minérale du sol, les organismes du sol et les interactions biotiques – abiotiques qui sous-tendent les fonctions écologiques des sols nécessaires au bon fonctionnement des écosystèmes. La préservation des sols et de la biodiversité qu’ils hébergent, la restauration de leurs fonctions lorsqu’elles sont dégradées, représentent donc un enjeu majeur sur l’ensemble des sols de la planète. Cependant de nombreux défis et lacunes scientifiques nécessitent d’être comblés pour faire face à cet enjeu.

La biodiversité du sol joue un rôle crucial dans le maintien de la structure du sol et des fonctions associées, car les organismes du sol et l'activité biologique influencent la porosité et l'agrégation par la décomposition de la matière organique, l'activité racinaire, les exsudats et la bioturbation. Les progrès récents en imagerie 3D ont permis d’améliorer notre compréhension des liens entre structure du sol, dynamique des matières organiques et transferts de flux. Cependant, l’effet de la biodiversité et des interactions trophiques et non trophiques sur la structure physique des sols est encore mal caractérisé, les données permettant ces caractérisations étant fragmentées, limitées à des sites uniques ou à des propriétés du sol isolées (les propriétés physiques et biologiques des sols sont encore rarement caractérisées sur les mêmes sites). Inversement, les morphologies de bioturbation dépendent des conditions pédoclimatiques et des modes de gestion du sol, et nous ignorons dans quelle mesure ces différentes morphologies peuvent impacter les fonctions du sol comme l’infiltration de l’eau et les transferts de gaz. De plus, la structure du sol est encore fréquemment considérée comme statique, sans prise en compte de la durée de vie des biostructures créées et des variations saisonnières qu’elles subissent.

Cette thèse vise à apporter des éléments pour répondre à la question suivante : quel est l’impact des acteurs biologiques (e.g. racines, méso & macro-faune du sol), en tant qu’agents de stabilisation et de restructuration du sol, sur le fonctionnement du sol ? Ce projet de thèse sera réalisé dans le cadre du PEPR Sols Vivants, qui a pour mission de produire des connaissances sur le rôle des organismes du sol et de leurs multiples réseaux d’interaction dans la multifonctionnalité des sols, pour une diversité de types de sols, d’usages et de mode de gestion, afin de faire face au défi de la préservation et de l’amélioration de la santé des sols.

L’unité Info&Sols travaille à caractériser l’état des sols dans le temps et l’espace cherchant à comprendre et à modéliser leur fonctionnement en portant un intérêt particulier aux propriétés et processus physiques et biogéochimiques des sols. Elle développe également des méthodes d’évaluation de la qualité ou de la santé des sols, de leur multifonctionnalité, en proposant des indicateurs simples et accessibles associés à des référentiels d’interprétation, en réponse aux besoins des politiques publiques agricoles, environnementales, sanitaires et d’aménagement du territoire.

Dans le cadre de son implication au sein du Groupement d’intérêt scientifique sur les Sols (GIS Sol), l’unité organise la surveillance et l’inventaire des sols de France en lien avec ses partenaires régionaux. Elle développe également des outils numériques pour la gestion, l’analyse et la diffusion des données en lien avec le système d’information national sur les sols et dans le cadre du développement du système d’information des observatoires en environnement d’INRAE.

Formation recommandée : Master 2 ou diplôme d’ingénieur dans le domaine des sciences du sol, de l’agronomie, de l’environnement.

Connaissances souhaitées : Selon la spécialité du candidat, connaissances disciplinaires en science du sol (pédologie, propriétés physiques et biologiques des sols) et/ou en agronomie ; compétences en analyse de données (statistiques, traitements d’images).

Expérience appréciée : Expérience préalable en acquisition de données de caractérisation des sols sur le terrain et/ou en laboratoire, en traitement de données et/ou en analyse d’image. Participation à des projets interdisciplinaires ou collaboratifs dans le domaine des sciences du sol ou de l’environnement.

Aptitudes recherchées : Intérêt marqué pour le travail de terrain et de laboratoire, l’analyse de données. Bonnes capacités rédactionnelles, d’expression et de synthèse. Autonomie, capacité d’initiative, créativité, rigueur scientifique et goût pour le travail en équipe.