Les communautés de nématodes en tant que bioindicateurs potentiels de la santé des sols urbain

Transcription

1 Les communautés de nématodes en tant que bioindicateurs potentiels de la santé des sols urbain Rochat Guy* *Laboratoires Biologie du sol et Sol & végétation, Institut de Biologie, Université de Neuchâtel (CH).

2 Introduction But de l étude: Mise en évidence de bioindicateurs de la fonctionnalité des sols urbains

3 Introduction But de l étude: Mise en évidence de bioindicateurs de la fonctionnalité des sols urbains Les nématodes: Abondants dans les sols (1 à 10 millions d individus/m 2 ) Distribution ubiquiste (présents même sous conditions extrêmes) Constituants clés du réseau trophique du sol (5 groupes alimentaires)

4 Introduction But de l étude: Mise en évidence de bioindicateurs de la fonctionnalité des sols urbains. Les nématodes: Abondants dans les sols (1 à 10 millions d individus/m 2 ) Distribution ubiquiste (présents même sous conditions extrêmes) Constituants clés du réseau trophique du sol (5 groupes alimentaires) Les sols urbains: Formation et évolution influencées par l Homme Considérés comme «jeunes» et peu évolué Hétérogénéité spatiale très marquée Matériel parental varié Fournissent divers services écosystémiques (production végétale, drainage de l eau de pluie, )

5 Introduction But de l étude: Mise en évidence de bioindicateurs de la fonctionnalité des sols urbains. Les nématodes: Abondants dans les sols (1 à 10 millions d individus/m 2 ) Distribution ubiquiste (présents même sous conditions extrêmes) Constituants clés du réseau trophique du sol (5 groupes alimentaires) Les sols urbains: Formation et évolution influencées par l Homme Considérés comme «jeunes» et peu évolué Hétérogénéité spatiales très marquée Matériel parental varié Fournissent divers services écosystémiques (production végétale, drainage de l eau de pluie, ) Impacts anthropiques -> pertes des services écosystémiques Nécessité de les protéger

6 Introduction But de l étude: Mise en évidence de bioindicateurs de la fonctionnalité des sols urbains. Les nématodes: Abondants dans les sols (1 à 10 millions d individus/m 2 ) Distribution ubiquiste (présents même sous conditions extrêmes) Constituants clés du réseau trophique du sol (5 groupes alimentaires) Les sols urbains: Formation et évolution influencées par l Homme Considérés comme «jeunes» et peu évolué Hétérogénéité spatiales très marquée Matériel parental varié Fournissent divers services écosystèmiques (production végétale, drainage de l eau de pluie, ) Impacts anthropiques -> pertes des services écosystèmiques Nécessité de les protéger Comparaisons avec des sols alluviaux servant de références naturelles (nombreuses particularités communes)

7 Introduction Hypothèses: Les communautés de nématodes sont dépendantes des caractéristiques fonctionnelles des sols La structure des communautés de nématodes évolue en fonction du paramètre temps après une perturbation

8 Matériel et méthodes Sites d études: 18 sites situés en ville de Neuchâtel (CH) et son agglomération 5 sites en plaine alluviale de l Allondon (GE, CH) Caractéristiques communes des sols: Carbonatés ph compris entre 7 et 8 Conditions climatiques Facteur de différentiation principal: le temps depuis la mise en place des sols

9 Matériel et méthodes Echantillonnage: 5 carottes de sol (diamètre=4cm, longueur=10cm) par site Méthode préférentielle autour du profil de sol Sol tamisé à 5mm Homogénéisation des 5 prélèvements Stockage à 4 C

10 Matériel et méthodes Analyses:

11 Matériel et méthodes Analyses: Humidité relative Mesure de la différence de masse après séchage de 24h à 105 C

12 Matériel et méthodes Analyses: Humidité relative Mesure de la différence de masse après séchage de 24h à 105 C Mesure de respiration hétérotrophe potentielle du sol Mesure du flux de CO2 grâce à un analyseur de gaz à infra-rouge (IRGA Li-Cor 8100) à T air =20 C et h=40%

13 Matériel et méthodes Analyses: Humidité relative Mesure de la différence de masse après séchage de 24h à 105 C Mesure de respiration hétérotrophe potentielle du sol Mesure du flux de CO2 grâce à un analyseur de gaz à infra-rouge (IRGA Li-Cor 8100) à T air =20 C et h=40% Estimation de la biomasse bactérienne Extraction et fixation de bactéries sur sol frais Coloration au 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) Comptage par cytométrie de flux

14 Matériel et méthodes Analyses: Humidité relative Mesure de la différence de masse après séchage de 24h à 105 C Mesure de respiration hétérotrophe potentielle du sol Humidité portée à 40% Mesure du flux de CO2 grâce à un analyseur de gaz à infra-rouge (IRGA Li-Cor 8100) à T air =20 C Estimation de la biomasse bactérienne Extraction et fixation de bactéries sur sol frais Coloration au DAPI Comptage bactérien par cytométrie de flux Estimation de la biomasse fongique Extraction d ergostérol sur sol frais Dosage de l ergostérol par HPLC

15 Matériel et méthodes Communauté de nématodes: Extraction par la méthode de l entonnoir de Baermann modifiée selon Brown & Boag (1988) durant 24h

16 Matériel et méthodes Communauté de nématodes: Extraction par la méthode de l entonnoir de Baermann modifiée selon Brown & Boag (1988) Fixation

17 Matériel et méthodes Communauté de nématodes: Extraction par la méthode de l entonnoir de Baermann modifiée selon Brown & Boag (1988) Fixation Abondance Comptage des individus de chaque échantillon sous loupe binoculaire

18 Matériel et méthodes Communauté de nématodes: Extraction par la méthode de l entonnoir de Baermann modifiée selon Brown & Boag (1988) Fixation Abondance Comptage des individus de chaque échantillon sous loupe binoculaire Identification Sélection aléatoire d individus Observation morphologique au microscope Utilisation de clés de détermination au niveau du genre

19 Matériel et méthodes Communauté de nématodes: Extraction par la méthode de l entonnoir de Baermann modifiée selon Brown & Boag (1988) Fixation Les échantillons sont filtrés sur une maille de 50µm Les nématodes sont fixés dans une sol de formaldéhyde 4% Abondance Comptage des individus de chaque échantillon sous loupe binoculaire Identification Sélection aléatoire d individus Observation morphologique au microscope Utilisation de clés de détermination au niveau du genre Calcul d indices Indice de maturité à partir des valeurs de stratégie de vie (c-p value) Indice de diversité

20 Matériel et méthodes Traitement des données Regroupement des différents sites en fonction: Données physico-chimiques et biologiques Descripteurs qualitatifs (pression anthropique, type de milieux, type de sol, de gestion et proximité du lac) Genres identifiés Analyse en composante principale (ACP) pour les données environnementales et pour les descripteurs qualitatifs Analyse factorielle des correspondances (AFC) pour les données nématodes Analyse factorielle multiple (ordination globale de tous les groupes de variables descripteurs)

21 Résultats ACP des différents groupements basé sur les distances euclidiennes et la méthode de Ward.

22 Résultats

23 Discussion Regroupements principalement liés aux facteurs physicochimiques (granulométrie) Sols alluviaux comparables aux sols urbains Pas de relation claire entre les données et la stabilité du système et de son fonctionnement

24 Résultats attendus Groupe Description Abondance Richesse c-p espèces majoritaires 1 Sols minéraux, conditions de stress (ex. faible humidité) faible faible 2 2 Sols jeunes, perturbations physiques (désagrégation) faible faible 2 3 Sols jeunes, enrichis en nutriments (ajout de MO) élevée faible 1 4 Sols en place depuis plusieurs années, enrichis en nutriments élevée moyenne 1 5 Sols en place depuis plusieurs années, impact anthropique faible, faible structuration moyenne élevée Sols en place depuis plusieurs années, impact anthropique faible, bonne structuration moyenne élevée 4-5 Liens entre biomasse bactérienne et nématodes (indications sur la présence de spécialistes/généraliste) -> informations sur la complexité du réseau trophique Présence de carnivore -> indications dur la présence de leur proie Abondance d herbivore -> impact sur la végétation et le fonctionnement du système Indice de maturité et richesse -> complexité et stabilité du système Structure et la porosité du sol

25 Conclusion Vérifier si les hypothèses de départ (1. Les communautés de nématodes sont dépendantes des caractéristiques fonctionnelles des sols. 2. La structure des communautés de nématodes évolue en fonction du paramètre temps) sont acceptées ou rejetées Fixer un indice de perturbation des sols? Définir des valeurs limites?

26 Questions MERCI de votre attention!