La contamination des sols

Importance de la prise en compte explicite de la contamination des sols dans les modèles mécanistiques de surface continentale

Les modèles de surface continentale sont largement utilisés à des fins prospectives afin d’estimer les effets de scénarii d’émissions de GES sur les cycles biogéochimiques ou sur le climat, tandis que la contamination des sols est dépendante localement de l’usage qui est fait des sols mais aussi des politiques de régulations d’apport mises en place. Dans cette partie III notre objectif était double : i) identifier si les effets d’une contamination in situ en Cu, constatée en partie II comme pouvant concerner de grandes surfaces mais non prise en compte dans ces modèles, est d’ampleur suffisante pour affecter significativement les prévisions de respiration hétérotrophe de ces modèles et ii) si pertinent, proposer des fonctions prenant en compte la contamination du Cu pour être incorporées dans ces modèles.

Cette partie est ainsi divisée en trois chapitres., Le chapitre III.1 cherchera à établir si les erreurs d’estimations de Rh des modèles de surface continentale s’expliquent par la non prise en compte de la contamination des sols au Cu dans ces modèles. Le chapitre III.2 visera à établir une fonction réponse générale entre contamination au Cu des sols et Rh. Le chapitre III.3 aura pour but de compléter le modèle de biogéochimie continentale DNDC par des fonctions prenant en compte l’effet du Cu sur le cycle de l’azote pour différentes conditions d’humidité du sol. Ce modèle (DNDC-Cu) sera ensuite utilisé pour prédire les émissions d’espèces azotées en fonction de la concentration en Cu et pour différentes conditions d’Les modèles de surface continentale sont des composantes importantes des modèles de système Terre utilisés pour estimer l’effet des émissions de gaz à effet de serre (GES) anthropiques sur le climat de la Terre. Cependant, en plus des changements d’utilisation des terres et des émissions directes de GES pris en compte dans ces modèles, les activités anthropiques sont également associées à l’émission et aux apports de contaminants. Or, malgré l’effet de la contamination sur les processus du sol (comme les émissions de GES), celle-ci n’est pas encore considérée comme un paramètre important à prendre en compte dans les modèles de surface continentale. humidité du sol.

La contamination des sols, un facteur manquant dans la dynamique du carbone des sols des modèles de surface continentale. Cas d’étude du Cu

Les modèles de surface continentale sont des composantes importantes des modèles de système Terre utilisés pour estimer l’effet des émissions de gaz à effet de serre (GES) anthropiques sur le climat de la Terre. Cependant, en plus des changements d’utilisation des terres et des émissions directes de GES pris en compte dans ces modèles, les activités anthropiques sont également associées à l’émission et aux apports de contaminants. Or, malgré l’effet de la contamination sur les processus du sol (comme les émissions de GES), celle-ci n’est pas encore considérée comme un paramètre important à prendre en compte dans les modèles de surface continentale.

Ici, nous avons cherché à évaluer l’importance de la contamination du sol dans les émissions de CO2 du sol sous la forme de la respiration hétérotrophe (Rh). Par conséquent, nous avons analysé, à l’échelle de l’Europe, si la contamination du sol peut expliquer les résidus de Rh modélisés à partir de 4 modèles de surface continentale par rapport aux produits de Rh dérivés d’observations. Nous avons utilisé un modèle mixte généralisé des moindres carrés (GLS) pour évaluer les principaux facteurs des résidus du modèle. Parmi les contaminants, nous nous sommes concentrés sur le Cu qui est largement utilisé dans l’industrie ou dans l’agriculture, provoquant une contamination diffuse sur de grandes surfaces. De plus, il a été montré que la Rh du sol et la disponibilité du Cu pour la faune du sol dépendaient fortement des paramètres pédologiques et climatiques du sol. Notre analyse a donc été complétée par l’inclusion des paramètres pédo-environnementaux et par l’analyse du Rh par rapport au Cu libre – un proxy du Cu biodisponible.

Nos résultats montrent que le Cu est un paramètre non négligeable pouvant expliquer les inexactitudes dans la modélisation des Rh, que ce soit en considérant le Cu total ou le Cu libre. L’effet partiel du Cu s’est avéré aussi fort que d’autres facteurs pédologiques tels que l’argile ou le pH et dans certains cas que la température pour expliquer les résidus des modèles. Lorsque le Cu (total ou libre) a été jugé significatif, la différence entre Rh modélisé et observé s’est avérée augmenter avec l’augmentation de la concentration de Cu dans le sol pour des concentrations en Cu modérées à élevées et diminuer pour les plus élevées. Le seuil de Cu auquel les tendances des différences entre le Rh modélisé et observé s’inverse s’est cependant avéré différent selon les modèles et les produits d’observation considérés.