Résumé : Les stocks des éléments dans les sols, et en particulier ceux du carbone, sont en constante évolution sous l’effet de facteurs naturels (climat, végétation, teneurs en argiles, etc.) et anthropiques (usages des sols, etc.). Notre objectif est donc, (i) de mieux comprendre les relations entre type de sol, système de culture et quantité de carbone stockée, (ii) d’étudier les conséquences des changements d’usage et de gestion des terres sur les formes de matière organique dans les sols et (iii) de préciser le rôle de la matière organique sur les propriétés physiques des sols.Des situations agro-pédologiques représentatives des trois grands modèles minéralogiques des sols tropicaux (Sols à allophanes (argiles non cristallisées), Sols à argiles 1/1 et Sols à argiles 2/1) et présentant des systèmes culturaux de différents niveaux d’intensification (monocultures intensives destinées à l’exportation, systèmes paysans faiblement intensifiés, etc.) ont ainsi été sélectionnées sur les sols de Martinique. Par ailleurs, afin de limiter les effets des usages antérieurs des parcelles, nous avons généralement choisi des situations culturales âgées au minimum de 3 ans.L’analyse des stocks de carbone des différentes parcelles fait apparaître des comportements différents : dans les sols à allophanes, il y a un effet de la minéralogie sur la stabilisation des matières organiques ; dans les sols à argiles cristallisées, il existe une corrélation entre la teneur en carbone (ou le stock organique) et la texture (ou teneur en éléments fins), aussi bien pour les situations non cultivées que pour les situations sous cultures. L’amplitude des variations (diminution) des stocks en carbone observées sous l’effet de différents modes de gestion des sols, dépend elle aussi de la texture : dans les sols sableux, la potentialité de séquestration du carbone est faible ou nulle, en revanche, les potentialités de stockage du carbone sont plus fortes dans les sols argileux.L’estimation des stocks totaux de carbone à l’échelle de la Martinique, pour un mètre de profondeur et pour une situation moyenne entre les cartes d’usage des terres de 1969/1970 et 1979/1980, s’élèvent à 11,859 Mt de C calculés pour 95,8% de la surface.La distribution de la matière organique du sol varie avec la texture du sol : dans les sols sableux, à faibles teneurs en matière organique, les matières organiques sont principalement associées aux fractions sableuses ; dans les sols argileux, plus riches en matières organiques, 50 à 60 % de la matière organique sont associées à la fraction argileuse. De même, la dynamique de la matière organique dépend également de la texture du sol : dans les sols sableux, les variations des stocks organiques sont essentiellement dues à la perte ou à l’accumulation en carbone de la fraction sableuse ; dans les sols argileux, la fraction argileuse participe de manière prépondérante aux variations des stocks organiques de ces sols lors de leur mise en culture ou en prairie ; les sols sablo-argileux ont un comportement intermédiaire entre ces deux pôles.La stabilité structurale varie avec la minéralogie. Les andosols (ou ALL) présentent un haut degré d’agrégation et de stabilité, du à la présence d’allophanes et à leur association particulière avec les composés organiques. Dans les sols à argiles cristallisées, la stabilité de l’agrégation est plus élevée dans les sols à argiles 1/1 (ou LAC) ; les valeurs les plus faibles sont généralement observées dans les parcelles sur sols à argiles 2/1 (ou HAC). En outre, la mise en culture se traduit généralement par une diminution de la stabilité de l’agrégation.L’intensification des cultures (labours fréquents, faibles restitutions de matière organique au sol, etc.) accentue la perte de la stabilité de l’agrégation provoquée par la mise en culture, en particulier dans les parcelles sur sols à argiles 2/1 (ou HAC).
Soils elements stocks, and particularly those of carbon, are in constant evolution under natural factors effect (climate, vegetation, clays content, etc) and anthropic factors effect (soils uses, etc). Our objective is thus, (i) to better understand the relations between soil, farming system and stored carbon quantity, (ii) to study the consequences of soils uses changes and of soils managements changes on organic matter shapes in soil and (iii) to specify organic matter role on soil properties physics.Representative agri-pedological situations of the three great mineralogical models of tropical soils (allophonic soils (not crystallized clays), 1:1 clay soils and 2:1 clay soils) and presenting agricultural systems of various levels of intensification (intensive monocultures intended for export, slightly intensified farming systems, etc) were thus selected in the soils of Martinique. In addition, to limit the effects of their former uses, we generally chose to the minimum 3 years old farming situations.The analysis of the various lands carbon stocks reveals different behaviors: in allophonic soils, a correlation exists between carbon content (or organic stock) and texture (or fine elements content), as well for not cultivated as for cultivated situations. Variations ranges (reduction) of carbon stocks observed under various management soils systems effect, also depends on texture: in sandy soils, carbon sequestration potentiality is low or null, on the other hand, carbon storage potentialities are higher in clay soils.The estimation of total carbon stocks on the scale of Martinique, for one meter of depth and for and average situation between the use soils charts of 1969/70 and 1979/80, rises to 11,859 Mt of C calculated for 95,8% of the surface.Soil organic matter distribution varies with soil texture: in sandy soils, with low contents of organic matter, organics matters are mainly associated with the sandy fractions; in clay soils, richer in organic matters, 50 to 60% of the organic matters are associated with the argillaceous fraction. In the same way, the organic matter dynamics also depends on soil texture: in sandy soils, organic stocks variations are primarily due to carbon loss or accumulation of the sandy fraction; in clay soils, the argillaceous fraction takes part in a dominating way in organic stocks variations of these soils at the time of their setting in culture or meadow; the sand-clay soils have an intermediate behavior between these two poles.Structural stability varies with mineralogy. Andosols (or ALL) present a high degree of aggregation and stability, due to the presence of allophones and their particular association with the organics compounds. In crystallized clay soils, aggregation stability is higher in 1:1 clay soils (or LAC); the lowest values are generally observed in the lands on 2:1 clay soils (or HAC). Moreover, culture setting generally results in aggregation stability reduction.Cultures intensification (frequent ploughings, low organic matter restitutions to the soil, etc) accentuates aggregation stability loss caused by culture setting, particularly in lands on 2:1 clay soils (or HAC).

http://www.theses.fr/2012AGUY0513/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Land-use changes have deep consequences on species diversity, community structure and ecosystem functioning. Consequently, many works have tried to understand the effects of such changes on the diversity and functional properties of organisms. It has been demonstrated that species traits are oftenly more important than the identity of species per se in order to account understand the ecological roles of species. Besides, while the majority of assessments about land-use change effects on ecosystem functioning have focused on primary producers, the contribution of other organisms is essential to maintain the functioning and resilience of ecosystems.Ants are interesting organisms to track land-use changes due to their abundance, ubiquity and ecological dominance. Ants are present in most of terrestrial biomes and participate in several ecosystem processes through their consumption of food resources. They are also easy to sample and standard methods exist to provide accurate comparisons between studies. While a number of studies have demonstrated abrupt changes in ant species composition along environmental gradients, only a reduced number of such studies have tried to understand how ant community changes affect ecosystem processes. Moreover, the traits responsible for the stability of ant communities in response to land-use changes are little known. It is therefore necessary to develop a methodology that enables a proper identification of ant participation to different ecosystem processes and their contribution to ecosystems’ resistance and resilience.In this thesis I aim to bring some light about i) how land-use changes affect ant community structure? ii) what traits are responsible of the ecological success of a species or it’s extinction from a given environment? iii) how changes in the species or trait composition affect the participation intensity of ants in different ecosystem processes ?
Les perturbations d’origine anthropique sont à l’origine de l’érosion de la biodiversité avec des conséquences sur la structure des communautés et pour le fonctionnement des écosystèmes. La vitesse de ces changements a stimulé de nombreuses recherches portant sur les effets de ces modifications sur la biodiversité des organismes et leurs propriétés fonctionnelles. En effet il a été montré que les traits des espèces sont plus importants que leur identité elle-même pour tenir compte de leurs rôles écologiques. Même si la majorité de ces travaux ont étudié la réponse des producteurs primaires sur les écosystèmes terrestres, la contribution d’autres organismes est toutefois essentielle pour maintenir un fonctionnement et une résilience des écosystèmes corrects.Les fourmis sont des organismes cibles intéressants pour étudier de telles modifications du fait de leur abondance et de leur dominance écologique. En effet elles ont une distribution cosmopolite et participent à de nombreuses fonctions dans l’écosystème terrestre. Elles sont également faciles à étudier et des méthodes d’échantillonnage standard existent. Bien que de nombreuses recherches aient démontré des modifications dans la composition spécifique des fourmis dans des gradients environnementaux, un nombre réduit d’entre elles ont étudié la contribution de ces organismes sur le fonctionnement des écosystèmes. De plus, les traits responsables de la stabilité des communautés de fourmis en réponse à ces modifications sont encore peu connus. Il est donc nécessaire de développer une méthodologie capable d‘identifier la participation des fourmis dans des processus écosystémiques permettant également de quantifier leur activité afin de comprendre comment ces organismes agissent sur les capacités de résistance et résilience des écosystèmes.Ainsi, cette thèse vise mettre en lumière i) en quoi la simplification des habitats liée aux activités humaines a des répercussions sur les communautés de fourmis, ii) quels sont les traits responsables du succès écologique d’une espèce ou de son déclin au sein d’un environnement donné, et iii) comment ces variations en composition spécifique impactent l’intensité de participation des fourmis aux processus écosystémiques.
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01389102

NNT : 2016YANE0004
tel-01389102
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01389102
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01389102v2/document
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01389102/file/these.pdf

Résumé : Cette these etudie les effets de la conversion de la foret tropicale en parcelles agricoles, sur les emissions de n2o par les sols. Ce travail est realise a l’echelle du cycle cultural sur le dispositif experimental de combi (littoral guyanais), a l’aide de mesures in situ et de simulations (modele noe) des flux de n2o. La foret tropicale a ete comparee a des parcelles de foret converties en terres agricoles par la methode ‘chop-and-mulch’. La methode de deforestation ‘chop-and-mulch’ associe coupe mecanique de la vegetation, broyage puis enfouissement des residus forestiers dans le sol. Les terres agricoles etaient soient des parcelles de prairie non paturee soient des parcelles cultivees (maïs fertilise/soja) conduites en semis conventionnel (semis apres travail du sol, sans plante de couverture) ou en semis direct (sans travail du sol, avec plantes de couverture).Les principaux resultats de cette etude sont : le sol de la foret tropicale de combi est un faible emetteur de n2o ; la conversion par la methode ‘chop-and-mulch’ de cette foret en prairie ne conduit pas a une augmentation significative des emissions de n2o entre le 19eme et le 31eme mois suivant la conversion ; la conversion de la foret en parcelles cultivees induit une augmentation significative des emissions de n2o due a la fertilisation et a la modification des parametres edaphiques (densite apparente, temperature, humidite volumique) ; la technique sans travail du sol n’engendre pas de flux de n2o significativement plus eleves que la technique avec travail du sol ; l’introduction du phenomene d’hysterese hydrique dans le modele noe presente un reel potentiel pour l’estimation des emissions de n2o in situ.
This study investigates the effects of the conversion of tropical forest to cultivation on soil n2o emissions. The study was carried out over a complete crop cycle at the experimental site combi (french guianese coast). Nitrous oxide fluxes were obtained in the field and by conducting simulations with the noe model. Undisturbed tropical rainforest was compared to rainforest that had been converted to agricultural land using the ‘chop-and-mulch’ method. The ‘chop-and-mulch’ method is a fire-free method used for vegetation clearing combining the mechanical felling of trees with the mulching of small vegetation. Agricultural land included either mowed grassland or soybean/fertilised maize crop rotation. For croplands the two cultivation practices employed were: conventional seeding (using an offset disc harrow, without cover plants) or direct seeding (no till, with cover plants).The main results of this study are: rainforest soil at combi produced low n2o emissions; rainforest converted to mowed grassland using the 'chop-and-mulch’ method did not lead to a significant increase in n2o emissions between the 19th and 31st months after conversion; the conversion of rainforest to croplands induced a significant increase in soil n2o emissions due to the application of fertiliser and the modification of soil parameters (bulk density, temperature, volumetric moisture); n2o emissions from agricultural practices with no-till were no higher than those produced by conventional agricultural practices using an offset disc harrow; and, the introduction of an hydric hysteresis into the noe model constitutes a promising improvement to estimate in situ n2o emissions.

http://www.theses.fr/2013AGUY0610/document

Éditeur(s) : HAL CCSD Montpellier : CIRAD
Résumé : Les aménagements futurs nécessaires au développement rapide de la Guyane vont entraîner la conversion de terres forestières, participant ainsi au changement global. Les décideurs guyanais devront conjuguer ces aménagements avec la préservation des services écosystémiques forestiers. Le projet GuyaSim avait comme objectif l’approfondissement des connaissances sur ces services (stock de carbone, biodiversité et qualité du sol)et le transfert d’un logiciel aux décideurs pour faciliter l’intégration de ces connaissances dans les politiques d’aménagement du territoire. L’article présente les caractéristiques et les fonctionnalités de ce logiciel GuyaSim. Il s’agit d’un logiciel libre de type Sig, destiné a priori aux services d’aménagement des collectivités et du domaine forestier de Guyane. Le logiciel offre deux grands types de fonctionnalité : la mise à disposition d’informationset l’aide à l’aménagement. Les informations mises à disposition sont les scénarios de développement socio-économique, les scénarios climatiques et les valeurs des services écosystémiques. L’aide à l’aménagement consiste en des outils de construction des scénarios d’aménagement du territoire (changement d’usage des terres) et d’aménagement forestier (exploitation forestière), fournissant des informations sur l’impact environnemental. Les fonctionnalités du logiciel sont limitées par les connaissances sur les écosystèmes guyanais. Les avancées des projets de recherche en cours permettront de mettre à jour le logiciel à moyen terme
ISSN: 0006-579X

hal-01535354
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01535354
PRODINRA : 351684

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : 16 p.
National audience
The objective of this paper is to present an approach for experimenting territorial prospective analysis based on spatial modelling. This approach is carried out in the framework of the DESCARTES project which aims at developing a spatial simulation tool to support the design and analysis of different scenarios for land-use allocation in Reunion Island in terms of environmental services. The spatial modelling tool is composed of two complementary applications: (i) the Ocelet modelling language and its land dynamics simulation environment, and (ii) the Margouill@ platform. The first demonstrator, a model of farm land consumption by urbanization, was developed and presented during workshops in order to test the role of the spatial simulation tool in support of a collaborative innovation process among stakeholders, and to foster new research on social learning, spatial simulation of environmental services, and scale change issues.
L'objectif de cet article est de présenter une démarche de construction d'un exercice de prospective territoriale basé sur un outil de modélisation spatiale. Cette démarche est mise en œuvre dans le cadre du projet ANR DESCARTES dont l'objectif est de construire un outil de simulation cartographique pour analyser différents scénarios d'affectation de l'usage des sols à l'Ile de La Réunion, en termes de services environnementaux. La plateforme de simulation cartographique est composée de deux applications complémentaires (i) le langage de modélisation Ocelet et son environnement de simulation de paysages dynamiques, et (ii) la plateforme Margouill@. Le développement puis la présentation, en atelier, d'un premier démonstrateur sur la consommation des terres agricoles par l'urbanisation a permis de tester l'outil cartographique comme support d'un processus d'innovation collective entre les parties prenantes, et d'ouvrir de nouveaux champs de recherche sur l'analyse de la démarche par les apprentissages, la spatialisation et la simulation prospective des services écosystémiques, et la prise en compte du changement d'échelle.
Acte de la Conférence Internationale de Géomatique et d'Analyse Spatiale
Brest, France

cirad-00850243
http://hal.cirad.fr/cirad-00850243
http://hal.cirad.fr/cirad-00850243/document
http://hal.cirad.fr/cirad-00850243/file/SAGEO-Brest2013-version_finale.pdf