Diagno Traits

La contamination métallique des sols est connue pour entraîner des modifications de la structure taxonomique des communautés vivant dans les sols. Cependant, les fonctions du sol (par ex: la dégradation de la matière organique) ne sont pas systématiquement affectées par la contamination métallique. Une des hypothèses envisageables est celle d’une redondance fonctionnelle (i.e. une espèce assure toute ou partie de la fonction initialement assurée par une autre espèce) qui permettrait de compenser “fonctionnellement” la régression - voire la disparition - des espèces qui assuraient ces fonctions dans la communauté d’origine. Afin de faire ces liens entre la diversité taxonomique d’une part et les fonctions écosystémiques d’autre part, les approches basées sur les « traits fonctionnels » sont de plus en plus utilisées. Ces approches permettent, en effet, une représentation des communautés selon les rôles des organismes dans l’écosystème et non pas selon leur identité taxonomique. Cela permet alors de faire des comparaisons entre des écosystèmes ayant des diversités taxonomiques différentes. Ces approches sont encore relativement nouvelles dans les études sur les sols et sont très récentes dans l’étude des communautés bactériennes. Par ailleurs, afin d’évaluer les conséquences de la contamination métallique du sol, il est nécessaire de développer des outils diagnostiques capables de témoigner du niveau d’impact sur les communautés biologiques. Plusieurs outils permettant d’évaluer l’état des sols existent déjà, mais ils sont soit basés sur des indicateurs physico-chimiques plutôt que biologiques, soit dimensionnés pour évaluer l’effet de pratiques agricoles sur les sols, ce qui ne permet pas leur utilisation pour l’évaluation de l’état de sols contaminés. Enfin, la plupart des outils utilisés en écotoxicologie font l’objet de normalisations qui sont efficaces dans la comparaison de la toxicité de contaminations uniques, mais qui ne permettent pas de rendre compte de la complexité observée in situ (multicontamination fréquente, sols hétérogènes, nombreuses communautés en interactions…). Dans ce projet, nous proposons de développer un outil diagnostique qui reposera sur des informations de diversité fonctionnelle (= traits fonctionnels) et taxonomiques (= identités et abondances des taxons présents), acquises sur les communautés d’invertébrés et de bactéries du sol, selon des niveaux de contamination métallique contrastés. Les données de diversités fonctionnelle et taxonomique seront utilisées comme variables prédictives de modèles basés sur des forêts aléatoires (RF, random forest) d’arbres conditionnels (CTF, Conditional Tree Forest). Ces modèles permettront d’estimer une probabilité de niveau d’impact (faible vs. significatif) de la contamination métallique pour chaque site d’intérêt. Afin de mettre en œuvre ce projet, 6 lots ont été identifiés : 1) Activités et actions de coordination, de dissémination et de valorisation, 2) Identification des sites d’étude, caractérisation du gradient de contamination métallique et classification des sites étudiés, 3) Collecte des organismes (invertébrés et bactéries du sol), 4) Identification des organismes : pour les invertébrés, une double identification est prévue (identification morphologique et par analyse de l’ADN environnemental), afin de comparer la qualité des résultats obtenus et d’évaluer leur pertinence respective dans un objectif de bioévaluation, 5) Étude des traits fonctionnels des communautés identifiées et 6) Analyse des données taxonomiques et fonctionnelles et construction des modèles de probabilité d’impact, constituant l’outil diagnostique. Une fois construit, l’outil diagnostique pourra être transféré aux opérateurs en charge de la gestion des milieux, notamment de sites et sols pollués. Cet outil pourra être utilisé afin d’évaluer le niveau d’impact de la contamination métallique sur les communautés biologiques du sol et ainsi d’estimer quelles mesures de gestion seront les plus adaptées pour y remédier.

CNRS (coordinateur) LIEC, LECA, LEFE

Début et fin de projet :  Novembre 2021 à Mai 2025