pédogénèse 3

B.3 Influence des facteurs écologiques sur les migrations

Le TEMPS au sens de durée

Le CLIMAT GENERAL à l'échelle mondiale

Les FACTEURS LOCAUX  au sein d'une même zone climatique . Ex. station, végétation ( par son humus), relief,...etc. 

B.3.1 Le temps - durée : voir géologie

B.3.2 Le climat général - à grande échelle, les sols se succèdent en zones de latitudes indépendantes de la roche mère = sols zonaux

Exemple . Russie ( du Nord au Sud ) : Toundras, Podzols,sols brune forestiers,chernozems dégradés, chernozems, sols châtains et bruns des steppes. Cette succession n'est cependant pas exempte de réserves , car il faut prendre en considération tous les facteurs du milieu. Ainsi, par exemple , le podzol est avant tout un sol filtrant, dans sa zone ou en dehors de celle-ci.

Dans le climat général, il faut retenir la température puis la pluviosité , ensuite des formules combinant les deux . Par exemple, pour ne citer que la plus connue : l'indice d'Aridité :                     I = P/T+10  ; P = précipitations annuelles et T température moyenne annuelle.

La température influence l'évolution des sols :

- d'une manière directe : vitesse et mode d'altération des roches ( climats froids différents des climats chauds ).

- d'une manière indirecte : action sur la rapidité de décomposition de la matière organique ( climats froids différents des climats chauds ).

La pluviosité et sa répartition . En climat maritime prévaut un régime des pluies cyclonales ; en climat continental, ce sont des pluies de convection. Mais l'important, c'est le drainage climatique  ( la différence entre la pluviosité et l'évapotranspiration ) qui régit l'importance des migrations .

Le drainage climatique peut être calculé soit pour l'année entière, soit mieux par saison ou par mois. Les couches de précipitation et d'évapotranspiration permettent d'apprécier , par comparaison l'importance du lessivage. 

la différence entre les courbes ci-dessus dressées à Dalhart ( Texas : climat continental ) et San-Francisci ( Californie : climat maritime ) est significative .

Elle montre que le climat continental fraine le drainage et limite le lessivage alors qu'au contraire un climat méditerranéen humide est beaucoup plus favorable au lessivage par drainage climatique plus important.

Au point de vue pédologique , aucun drainage n'est possible lorsque l'évapotranspiration l'emporte sur les précipitations et par conséquent aucun lessivage ; au contraire, pendant les mois au cours desquels la pluviosité l'emporte sur l'évapotranspiration , il y a drainage climatique donc lessivage , et la différence entre les deux courbes donne une idée de l'importance du lessivage

Remarques :

- Des pluviosités du même ordre peuvent donner lieu à des sols différents selon le drainage climatique , c'est à dire le type de climat. Par exemple les sols de Kabylie ( Afrique du Nord ) sont du type lessivés ( climat méditerranéen humide ) alors qu'une pluviosité du même ordre en climat continental donnerait des sols bruns .

- Lorsque l'on progresse de l'est vers l'ouest de l'Europe , on note une variation continue du régime des pluies : les pluies d'été diminuent , tandis que celle des autres saisons augmentent corrélativement . D'autre part, les phénomènes de lessivage de l'argile prennent une importance de plus en plus considérable vers l'Ouest : les sols lessivés étant une caractéristique du domaine atlantique français .

- C'est l'aridité du climat qui, à l'échelle mondiale, conditionne d'ensemble des sols . Or l'aridité est la synthèse des conditions de température et d'humidité . D'où :

+ Climat sec : drainage climatique nul en toute saison = pas de migration. Steppes arides, à sols carbonatés jusqu'en surface.

+ Climat semi-aride, puis humide : il y a lessivage du calcaire et migration des colloïdes d'autant plus importante que l'humidité climatique s'accroît; existence d'un horizon B etc les conditions locales interviennent pour déterminer la nature du B.

Revenant à I =P/(T+10) on a constaté qu'au dessus d'un certain seuil de précipitations ( I = +/- 25 ) c'est le facteur température qui l'emporte , et qu'en dessous du même seuil, c'est le facteur eau qui exerce le rôle prépondérant.

D'où deux séquences de l'indice d'aridité :

+ liée à la température ( climats humides ) : Toundras , podzols, sols lessivés, bruns et gris forestiers , rouges lessivés, ferrallitiques , tous sont des sols à B.

+ liée à la pluviométrie ( climats secs ) : déserts, gris subdésertiques, châtains et à croûtes , chernozem, chernozem lessivés, tous ces sols sont riches en calcaire.

On peut rencontrer l'une ou l'autre séquence ou les deux en combinaison, selon les régions .

B.3.3 Les facteurs locaux

Ils peuvent revêtir une grande importance à cette échelle . ex : pentes , entraînement oblique , petites dépressions = cuvettes d'eau etc...

Parmi les facteurs locaux :

1) La roche mère : rôle secondaire à l'échelle mondiale ( sols zonaux ) mais important dans les classifications de détail. Parfois rôle essentiel de la roche mère grâce à ses propriétés physiques ou chimiques particulières. Il s'agit alors de sols intrazonaux  ( ex des sols calcimorphes sur roche calcaire ).

En règle générale, la roche mère ne modifie pas les processus évolutifs : elle les ralentit ou les accélère  ( podzolisation accélérée sur R.M. quartzeuse mais ralentie sur R.M. granitique riche en cations ).

La roche mère agit de deux manières possibles :

- par sa perméabilité  : une roche mère filtrante ( sable quartzeux, arène granitique ) favorise des migrations plus importantes q'une roche mère à texture fine ( schistes, argiles, certains limons ); celle-ci est par contre plus favorable à la marmorisation .

- par sa composition chimique : des roches mères riches en bases ou en minéraux altérables freinent ou modifient les processus de migrations ( ex; sur calcaire on obtient une rendzine et non un sol lessivé ).

Autres exemples : l'aération du milieu, si elle est favorable, bloque le fer à l'état ferrique , peu mobile et difficilement complexable; au contraire du Fe2+ mobile et complexable.

2) Le relief 

Celui-ci intervient d'une manière directe et d'une manière indirecte.

Action directe : de deux manières ; érosion et lessivage oblique

- L'érosion décape, met à nu les horizons profonds et parfois la roche mère. Au point de vue pédologique , l'érosion conduit au rajeunissement du sol puisqu'elle contrarie son évolution complète.

- Le lessivage oblique ou latéral : entraîne des éléments solubles ou colloïdaux du haut vers le bas, tandis que les éléments grossiers demeurent en place. 

L'érosion l'emporte dans plusieurs cas : pentes très fortes , roches tendres, climat favorable ( méditerranéen) ; le lessivage oblique domine sur pentes faibles en climat tempéré froid  

Cependant lessivage et érosion peuvent comniner leurs effets

Les sols colluviaux sont des sols bénéficiant d'apport en matériauxc solubles ou insolubles , transportés le long des pentes. Selon le cas, ils peuvent être constitués de matériaux grossiers, voire pierreux au pied des pentes , ou de matériaux plus fins à une certaine distance de ces pieds de pentes.Ceux qui contiennent du calcaire, sont rattachés aux rendzines colluviales . Malgré l'absence de strucure, ces sols sont souvent aérés. Le colluvionnement entre dans le cadre de "chaînes de sols" ou "catenas" ; dans ce cas, les profils pédologiques se succèdent régulièrement du haut vers le bas des pentes , ces étagements des sols ,identiques sur une même courbe de niveau , mais variant de manière continue dans le sens de la pente porte le nom de " catena" ou chaîne de sols . Les chaînes de sols varient considérablement d'après la roche mère , la pente, les ineractions érosion lessivage oblique etc... mais d'une manière très générale on peut dire que les sommets des catenas sont composés de sols superficiels rajeunis  ( érosion ). Les parties moyennes des chaînes de sols comprennent des seols peu lessivés car la compensation relative entre les départs et les apports d'éléments équilibre la situation. Enfin, les bas de pentes s'enrichissent en certains éléments  ( colluvionnement ). Une colluvion est donc un dépôt consécutif à un transport . souvent les bas de pente sont mal draînés , les sols acquièrents des caractères hydromorphes et même parfois tourbeux. Dans les montagnes humides, une forme très humifère  sur éboulis de roches éruptives a été souvent décrite  ( sol colluvial humifère sur grès vosgien ).

Les exemples de sols en chaîne sont nombreux :

- sur roche mère siliceuse et et pente faible on peut rencontrer :

Sommet : podzol superficiel

partie moyenne : sol podzolique

Base: sol lessivé profond .     

Dépression au bas de la pente : sol tourbeux acide .

- Sur roche mère calcaire recouverte d'argile de décalcification :

Plateau : : sol brun sur argile de décalcification

Sommet de pente : rendzine superficielle : érosion.

Bas de pente : sol brun calcaire avec colluvion

Dépression au bas de pente : sol hydromorphe ; sol tourbeux alcalin. 

Actions indirectes : 

Les zones peu drainées manifestent souvent de petites différences de relief , de niveau du sol ; ces faibles différences de relief sont responsables de variations dans la profondeur du plan d'eau . L'influence du microrelief peut être condidérable sur le rendement/qualité de certaines spéculations végétales ( ex : mise en évidence sur peuplier : les points bas des microdépressions correspondent à des profils très hydromorphe , à humus médiocre, alors que les points hauts sont nettement mieux ressuyés et plus productifs

Autres exemples :

Dans certaines landes à bruyère : les buttes correspondent à des podzols ferro-humiques, les petites dépressions donnent des podzols humiques , voire tourbeux .

Des roches mères argileuses donnent des sols bruns sur pentes légères, des pseudogleys dans les points bas .  

B.3.4 La végétation

a) Elle intervient de plusieurs manières  :

- Par le microclimat qu'elle favorise . Le microclimat sera différent suivant qu'il s'agit d'une forêt , d'une pelouse, prairie, terre de culture et à fortiori d'un sol nu , voir sylviculture, écologie...

- Par la profondeur des différents enracinnements. 

+ sous forêt : enracinnement +/- profond , ce qui favorise au maximum les courants descendants avec pour corollaire le lessivage des éléments colloïdaux.

+ sous lande : le B est plus superficiel que le B sous forêt, parce que les racines sont plus superficielles.

+ sous pelouse : Enracinnement plus superficiel encore

- Par l'humus qu'elle produit

Revoir les différents types d'humus et les végétations corrélatives . Or la matière organique est l'intermédiaire entre le monde vivant et le monde minéral. 

On peut classer les types d'humus suivant leur vitesse décroissante de décomposition

--> Humus de légumineuses riche en N : décomposition rapide

--> Humus de pelouse de graminée : peu acide : décomposition rapide

--> Humus de forêt feuillue , moyennement acide : décomposition assez rapide

--> Humus de forêt résineuse et humus de landes : très acide : décomposition lente

- Par sa protection efficace contre l'érosion

Par ordre décroissant : Forêt ( la meilleure protection ) , pelouse et stepe , sols cultivés, sols nus . C'est sous forêt que les sols sont pédologiquement les plus évolués. 

b) La notion de cycle

La plupart de associations végétales naturelles vivent en circuit fermé .

Les débris organiques rendant au sol des cations N et P qui lui ont été enlevés . Ce cycle maintenant un équilibre constant dans la composition et les propriétés relatives des horizons A et B. Ils conditionnent la permanence et la stabilité du profil . Des recherches ont montré que le cycle est double dans la plupart des associations. Il existe un cycle rapide  ( max de durée : quelques jours ) par lequel les éléments solubles diffusant des feuilles vivantes sont entraînés par les pluies vers le sol puis recyclés par les plantes via la sève. Un cycle plus long se superpose au précédent par la litière et l'humus où les éléments sont stockés puis ultérieurement décomposés.

c) L'homme intervient par les modifications qu'il impose à la végétation, il dispose de divers moyens d'action sur l'évolution des sols ; mais à la condition d'en user à bon escient :

il peut freiner ou accélérer cette évolution.

Quels sont ces moyens :

- La mise en culture : travail du sol, brassage des horizons supérieurs , modification du type d'humus , façons culturales, apports d'engrais ( Attention Na+ : engrais trop acides ) , amendements, drainage, irrigation , assolements ...