Chapitre 11 : Le sol: patrimoine vivant et fragile ?

TP le sol corrigé

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Pb I : Quels sont les composants et quelle est l’origine du sol

  • Le sol : une lente formation

A) Définition et structure d’un sol

un sol est une pellicule recouvrant une roche (sous-sol) formée d’une fraction solide (éléments minéraux et organiques), une fraction gazeuse (air) et une fraction liquide (eau et ions). il présente une structure stratifiée (horizons) :

  • litière
  • horizon humifère= strate riche en humus
  • horizon organo-minéral
  • horizon mineral
  • selon la proportion des éléments de l’horizon organo-minéral, on parle de sol humifère, sableux, argileux ou calcaire
  1. B) La formation du sol

La formation d’un sol est un processus lent : 0,02 à 0,1 mm/an

  • plusieurs facteurs interviennent sur la formation puis sur l’évolution d’un sol :
    • les facteurs climatiques: les précipitations et la température favorisent et accélèrent la formation des sols
    • la nature de la roche mèreinfluence le type de végétaux qui s’y installent
    • la richesse en organismes: ils interviennent dans l’apport en matières minérales, la formation de l’humus, le brassage et l’aération du sol. : décomposeurs (bactéries, certains champignons microscopiques)
    • la profondeur du sol est différente selon les climats
  1. C) les Étapes de la formation du sol

Etape 1 :

la roche mère, nue et exposée à la surface, subit des altérations sous l’action de facteurs externes comme l’eau ou le vent qui conduisent à :

  • l’hydrolyse (action chimique des eaux de pluies acides)
  • la fragmentation (action mécanique)

étape 2 :

  • la surface altérée de la roche mère est colonisée par une végétation pionnière dont les racines s’incrustent dans les fissures de la roche et accentuent son altération.
  • quand la végétation meurt, elle se dépose décomposée en matière minérale, par les organismes vivants du sol

étape 3 :

  • l’horizon humifèrese forme, le sol s’enrichit en matières organiques,
  • l’altération de la roche est de plus en plus marquée

étape 4 :

  • le sol s’épaissit et se différencie, les eaux de pluies s’infiltrent et favorisent l’approfondissement de l’humus,
  • la végétation se développe sur un sol de plus en plus riche et profond
  • au cours du temps le sol atteint un état d’équilibre avec la végétation et le climat
  • Bilan

Le sol est situé à l’interface entre biosphère, lithosphère, atmosphère et hydrosphère, le sol a de multiples fonctions environnementales (filtre pour les eaux alimentant les nappes phréatiques, lieu de vie d’organismes) et joue un rôle économique essentiel, notamment dans l’alimentation des populations.

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Pb II : Quels sont les inquiétudes ai sujets des sols ?

1) Les sols : une ressource fragile et menacée

  • la qualité et la surface des sols régressentdepuis plusieurs décennies
  • contrairement à sa formation, la dégradation d’un sol est rapide(quelques années ou décennies)
  • de nombreux sols sont partiellement ou totalement dégradés. Ex. : en France, les sols cultivées sont peu ou moyennement dégradés alors qu’en Afrique centrale ils sont en grande partie dégradés
  • le sol est sensible aux actions humainesqui modifient sa composition et ses propriétés chimiques
  • les facteurs de dégradationsont multiples et entraînent la baisse de la productivité biologique, du fonctionnement hydrique, de la biodiversité et une toxicité

2) Les facteurs de dégradation des sols

  • érosion: l’exploitation intensive, la déforestation et le défrichement diminuent l’épaisseur du sol
  • désertification: sur-exploitation des sols menant à des conditions de type désertique
  • urbanisation: augmentation de la surface de zones d’habitation au détriment des surfaces cultivables
  • pollution: dégradation chimique liée aux pratiques agricoles (pesticides, herbicides, engrais, etc.) ou industrielles
  • épandage de déchets: boues d’épuration, composts urbains
  • salinisation: accumulation de sel à la surface du sol liée à l’irrigation humaine = toxicité pour les végétaux
  • tassementet compaction

3) Comment limiter l’impact de l’Homme ?

  • développer la lutte biologique, l’agriculture biologiqueet raisonnéequi consistent en l’amélioration des pratiques agricoles :
    • diminuer les labours, aménagement des sols en terrasse (limite l’érosion)
    • limiter l’utilisation de produits phytosanitaires et des engrais
    • enherber les cultures, maintenir les haies, rotation des cultures (limite l’utilisation de pesticides et herbicides en favorisant la biodiversité)
  • freiner la déforestation, le défrichement, la désertification
  • recyclage des déchets organiques
  • dépollutiondes sites industriels

 

Bilan :

  • le sol est lent à se formerinégalement répartià la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique.
  • L’Homme a récemment pris conscience de l’importance du sol, ressource essentielle pour subvenir aux besoins alimentaires croissants de la population humaine.
  • Il essaye donc de mettre en place des solutions afin de limiter leur dégradation et améliorer sa gestion (respect, conservation et protection). 
  • Le sol est devenu un enjeu majeur pour l’humanité!

 

 

 

La population mondiale augmente régulièrement. En 2050 elle atteindra 9 milliards d’individus qui aspireront tous à un niveau de vie convenable. Il en résulte des besoins accrus en nourriture et en énergie alors que l’espace et les ressources disponibles sur notre planète sont limités. L’agriculture, par la production de biomasse, tente de couvrir les besoins alimentaires et une partie des besoins énergétiques.

 

Problématique : Comment l’Homme utilise-t-il à son profit la biomasse engendrée par la photosynthèse et quelles en sont les conséquences ?

 

I – L’avenir de l’agriculture :

 

Pour satisfaire ses besoins alimentaires, l’Humain utilise la photosynthèse à travers la production primaire des plantes. Pour obtenir une productivité importante, il doit fournir des ressources aux végétaux cultivés : eau, ions minéraux, luminosité, température… Pour cela il utilise l’irrigation, des engrais (généralement chimiques), des serres… Or les sols cultivables et l’eau douce, nécessaires à l’agriculture, sont deux ressources mal réparties à la surface de la planète.

L’agriculture entre en concurrence avec la biodiversité puisqu’un champ ne comprend qu’une seule espèce végétale, les autres étant éliminées à l’aide d’herbicides. Les herbivores (insectes, rongeurs…) sont également éliminés avec des pesticides.

Les biocarburants sont une source d’énergie renouvelable mais leur production entre en concurrence avec la production de nourriture puisque des sols cultivables sont utilisés pour cultiver les plantes servant à les fabriquer.

 

II – Le sol :    

 

            1) L’organisation du sol :

 

Le sol est la partie superficielle de la croûte terrestre émergée. Lorsque l’on creuse un trou dans le sol, on finit par atteindre de la roche dure (calcaire, granite…) ou meuble (sable, argile…). C’est la roche-mère (sous-sol), à partir de laquelle se forme le sol. A la surface du sol, on trouve la matière organique vivante : animaux, végétaux, champignons et bactéries.

        Le sol a une organisation verticale en horizons (couches) plus ou moins épais, de couleur variable selon leur composition. De haut en bas, on trouve :

– la litière : composée des débris d’origine végétale (résidus végétaux, exsudats), animale (déjections, cadavres), fongique et microbienne (cadavres, exsudats) appelés matière organique fraîche.

– l’humus : couche foncée, composée de matière organique provenant de la décomposition incomplète de la litière.

– la couche minérale : couche plus claire, constitue le squelette du sol et comporte des éléments de la roche mère dégradée.

     

            2) La formation du sol :

 

Les roches qui affleurent à la surface de la Terre sont soumises à l’action :

– des facteurs climatiques :

* action du gel qui fait gonfler l’eau dans les fissures, ce qui fragmente la roche,

* ruissellement de l’eau de pluie qui va avoir une action chimique sur la roche, appelée hydrolyse : certains de ses composants chimiques sont dissous ou détruits, d’autres sont entraînés en profondeur par l’eau (lessivage).9

– des êtres vivants :

* les racines des végétaux s’insèrent dans les fractures de la roche et la dissocient en petits cailloux,

* les débris animaux et végétaux créent de l’humus en se décomposant sous l’action des  bactéries. 10 11 12

Ces actions provoquent la désagrégation physique et l’altération chimique de la roche et conduisent à sa fragmentation qui est à l’origine de la fraction minérale du sol.

      

La formation d’un sol est le résultat de l’interaction entre 3 facteurs :

– le type de roche-mère (plus ou moins résistante),

– les êtres vivants qui fabriquent l’humus (plus ou moins nombreux),

– le climat : la température et précipitations.

Un sol se forme très lentement (0,02 à 0,1 mm par an).

III – Le sol, un patrimoine durable ?

 

1)  La dégradation des sols :

 

Le défrichement par l’Humain pour créer de nouvelles parcelles et le pâturage intensif suppriment une grande partie du couvert végétal. Les sols sont alors facilement emmenés par le ruissellement des eaux de pluie : c’est l’érosion. Chaque année l’érosion emporte 1 mm d’épaisseur de sol qui a mis 10 à 15 ans à se former.

Certaines pratiques agricoles favorisent l’érosion des sols (sols nus en hiver, labours dans le sens de la pente…). L’utilisation d’engrais et de produits phytosanitaires polluent les sols et diminuent la biodiversité. Le labourage dégrade les sols (création d’une semelle de labour, disparition de la couche d’humus, déshydratation et acidification, perturbation du travail des vers et donc de l’aération).

 

2)  Le détournement de l’utilisation des sols :

 

         La surface de sols cultivables se réduit chaque année à cause de différents facteurs : désertification, déforestation, urbanisation galopante (-60.000 ha/an en France), érosion, pratiques agricoles.

       Avec l’accroissement de leur population, les pays émergents sont à la recherche de nouvelles terres cultivables. Pour nourrir convenablement l’humanité, il faudra augmenter de 70 % la production alimentaire dans les années à venir.

      Dans de nombreux cas, la dégradation des sols est liée aux activités humaines. Or les humains ont besoin de ces sols pour pratiquer l’agriculture. Des mesures de protection doivent donc être prises pour :

– limiter l’érosion : cultures en terrasses sur les terrains pentus, maintien d’un couvert végétal grâce auquel l’eau ruisselle moins, etc.

– limiter les sources de pollution.

 

Conclusion :

Le sol n’est pas une ressource renouvelable puisqu’il met des milliers d’années à se former. Une gestion raisonnée et durable de cette ressource naturelle est nécessaire.

 

 

 

En savoir plus : https://leblogdelaprofdesvt.webnode.fr/news/chapitre-5-le-sol/

 

 

Le sol : un patrimoine durable ?

LE COURS

 

Pour vivre, l’Homme a besoin d’énergie et de matière. Or la population mondiale est en constante augmentation, selon les estimations la Terre abritera 9 milliards d’Homme en 2050. Trouver et exploiter des ressources énergétiques et des ressources liées à la production de matière est un enjeu majeur pour l’humanité. Cette exploitation doit se faire dans le cadre du développement durable afin de permettre aux populations futures de répondre à leurs propres besoins.

 

 

Dans le chapitre précédent nous nous sommes intéressé aux ressources énergétiques. Ces ressources sont essentielles à l’Homme pour l’ensemble de ses activités. Mais avant tout l’Homme a besoin de ressources liées à la production de matière afin de subvenir à ses besoins alimentaires !

Pendant des dizaines de milliers d’années, l’Homme subvient à ses besoins par la pêche, la chasse et la cueillette. Vers 10 000 avant JC, l’Homme commence à cultiver certaines espèces (blé, orge, …), c’est le début de l’agriculture.

Autrement dit, l’Homme cultive des végétaux chlorophylliens et prélève une partie de la matière organique produite qu’il utilise pour se nourrir ou nourrir son bétail.

 

 

I/ Agriculture et alimentation humaine

 

Problèmes : Quelles sont les ressources naturelles nécessaires à l’agriculture ? Sont-elles suffisantes pour subvenir aux besoins de l’humanité ?

 

Activité 3 : Agriculture et alimentation humaine

 

BILAN : Pour satisfaire ses besoins alimentaires, l’Homme pratique l’agriculture. Il cultive des végétaux chlorophylliens qui ont besoin d’éléments minéraux contenus dans les sols et d’eau pour produire de la matière organique par photosynthèse. Les sols cultivables et l’eau sont donc des ressources indispensables à l’agriculture. Or elles sont inégalement réparties à la surface de la planète et en quantité limitée. De plus, la biomasse produite par photosynthèse n’est pas seulement une source de nourriture, elle peut être aussi utilisée comme biocarburant (bois de chauffage, agrocarburants).

 

 

 

II/ Le sol : un patrimoine fragile à préserver

 

Pour satisfaire ses besoins alimentaires, l’Homme utilise à son profit la photosynthèse. Pour cela, l’agriculture a besoin de sols cultivables et d’eau. Or ces deux ressources sont très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées.

Problème : Dans quelle mesure la connaissance de la composition et du mode de formation du sol permet-elle de prendre conscience que le sol est un patrimoine fragile ?

 

TP5/6 : Le sol, un patrimoine

BILAN : Le sol est la couche superficielle du globe, c’est une interface entre les différentes enveloppes du globe. 

Le sol met des milliers d’années à se former (voir schéma ci-dessous), c’est une ressource non renouvelable à l’échelle humaine. 

 

Or le sol est fragile, il est facilement dégrader (agriculture, urbanisation,…) . La gestion des sols est un enjeu majeur pour l’humanité. Le sol est un patrimoine, c’est un bien précieux qu’il faut protéger.

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