Le futur de la Science du sol - the Futur of Soil Science

Le futur de la Science du Sol : quelques réflexions à partir du livre édité par A.E. Hartemink ("The Future of Soil Science", 170 pages, Editions IUSS, 2006) par Alain Ruellan (English text at the end of the French text) Le futur de la science du sol peut être réfléchi selon deux approches : - une approche finalisée : l'étude des sols en fonction des besoins, évolutifs, des sociétés humaines (besoins alimentaires, besoins environnementaux, besoins urbains et industriels...). - une approche plus fondamentale : l'étude du milieu sol en tant que tel, pour lui-même ; ce qu'il est, comment il fonctionne, comment il se forme et se transforme, quel est son rôle dans le fonctionnement de la planète Terre ; comment les sociétés humaines deviennent des acteurs majeurs de son évolution... ; les résultats de cette approche fondamentale doivent faciliter les recherches finalisées. A la lecture du livre récemment édité par Alfred E. Hartemink on est frappé par l'importance prise par la première approche : pour la majorité des 55 auteurs de ce livre, c'est en terme de services à rendre aux sociétés humaines que l'avenir de la science du sol doit être pensé et construit. En revanche, donner la priorité à la découverte de ce que sont les couvertures pédologiques, de ce que sont les systèmes pédologiques, c'est un choix qui n'est proposé qu'assez rarement. Alors, ceci veut-il dire que la pédosphère n'a pas encore acquis (ou a reperdu ?), parmi les scientifiques concernés mais aussi, plus largement, parmi les citoyens, le statut de milieu naturel identifié méritant des recherches autonomes et spécifiques, au même titre que la lithosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère, la biosphère... qui font chacune l'objet de l'attention de sciences bien définies ? Cette question est essentielle pour l'avenir. 1 - Du fait de la diversité des propositions présentées, le contenu du livre édité par A.E. Hartemink est riche, intéressant. Et pourtant, il faut l'avouer, on n'y trouve rien de très original, de très nouveau. Les propositions des uns et des autres sont bien argumentées, complémentaires ; mais ce sont surtout des besoins d'aujourd'hui qui sont proposés comme étant ceux du futur. La "science du sol – fiction" n'a pas encore trouvé ses auteurs...!!! Ce qui frappe, cependant, c'est une certaine autosatisfaction : on est content de ce que la science du sol a réalisé pour le bien-être des sociétés humaines et on programme le futur en fonction de ce bilan considéré comme positif. Et pourtant...!!! A titre d'exemple je citerai l'affirmation, fréquente dans ce livre, que la science du sol aurait contribué à l'augmentation de la production agricole mondiale. Est-ce bien vrai ? On peut, en effet, considérer les choses autrement : ce n'est pas tellement la science du sol mais bien plutôt les sciences agronomiques qui ont permis, depuis une cinquantaine d'années, l'augmentation de la production agricole ; le drame est que cette augmentation s'est faite en dégradant les sols et en dégradant tout ce qui est lié au sol (l’eau, l'atmosphère, la vie ...) : de fait, les spécialistes en science du sol se sont montrés incapables de convaincre leurs collègues agronomes qu'il fallait, pour mieux produire sans dégrader les milieux, qu'ils tiennent aussi compte de la complexité et de la diversité des sols et des autres milieux naturels. Tout au cours du 20ème siècle, l'intensification de l'agriculture, et de bien d'autres occupations humaines, s'est faite contre les sols et non pas avec eux, grâce à eux. La faiblesse de la recherche fondamentale en science du sol est, j'en suis persuadé, en grande partie à l'origine de ce peu de considération qu'ont les agronomes, mais aussi les urbanistes, les aménageurs, les architectes, les écologistes... vis-à-vis du sol. Et ce peu de considération finit par se répercuter sur l'ensemble de la société : ainsi peut-on expliquer, du moins partiellement, les difficultés qu'il y a à introduire le sol parmi les découvertes prioritaires que devraient faire les enfants... 2 – Ce qui manque dans le livre édité par A.E. Hartemink, ce sont donc, essentiellement, des propositions concrètes concernant le futur de la science du sol fondamentale : que doivent être les objectifs majeurs, prioritaires, de la recherche fondamentale en science du sol ? Le sol est un milieu naturel, un corps naturel rempli de vies. La science du sol doit donc être, à la fois, une science naturelle et une science de la vie, se donnant comme objectif central la connaissance du milieu sol vivant : ce qu'il est, dans l'espace et dans le temps, à toutes les échelles spatiales et temporelles ; ce que sont ses relations, ses interactions avec les autres milieux (lithosphère, hydrosphère, atmosphère, biosphère ... anthroposphère) ; ce que sont ses fonctions. Les principales pistes de recherche à privilégier me semblent devoir être les suivantes : + Les couvertures pédologiques, dans leurs continuités et discontinuités spatiales et temporelles, sont peu connues : quelles sont les unités pédologiques dynamiques ? Quelles sont leurs distributions spatiales ? Quelles sont les étapes de leur évolution ? Quelles sont les causes des hétérogénéités internes aux couvertures pédologiques ? + Les couvertures pédologiques évoluent, se transforment en permanence : on le sait. Beaucoup des mécanismes d'évolution des sols sont connus et mesurés. Cependant les vitesses restent, pour la plupart, inconnues : à quelles vitesses, diversifiées, se construisent et se détruisent les diverses caractéristiques (morphologiques, minéralogiques, biologiques, physiques, chimiques...) des différents types de couvertures pédologiques ? À quelles vitesses les sols se construisent-ils à partir des roches ? À quelles vitesses les horizons lessivés en argile prennent-ils naissance, se transforment-ils... ? L'érosion est connue et mesurée ; il n'en est pas de même pour les fronts de transformation qui traversent les couvertures pédologiques (fronts biologiques, fronts d'appauvrissements et d'enrichissements en tel ou tel constituant, fronts de transformations structurales...). Les vitesses pédologiques sont, selon les cas, de l'ordre de la seconde ou de l'ordre du millénaire. + La grande richesse biologique des sols est à défricher : la diversité biologique et la diversité des fonctions biologiques. L'altération biologique des roches, la genèse biologique des minéraux et des structures des sols, les cycles des gaz à effet de serre... telles sont quelques-unes des recherches à intensifier. + Depuis que l'Homme utilise les sols, des relations se sont établies entre les systèmes pédologiques et les systèmes sociaux : ces relations doivent être mieux connues. Par ailleurs, l'homme, depuis quelques décennies, devient, progressivement mais rapidement, le principal moteur de l'évolution des couvertures pédologiques. Du fait des changements atmosphériques et climatiques d'origine anthropique toutes les couvertures pédologiques sont maintenant influencées par les activités humaines. Quels sont ces changements qui concernent les constituants, la morphologie des sols, leur dynamique et les flux, minéraux et biologiques, hydriques et gazeux ? 3 – Alors, que doit faire l'IUSS, International Union of Soil Science ? J'ai été Président de l'ISSS (International Society of Soil Science, devenue IUSS pendant ma Présidence) de juillet 1994 à août 1998. C'est pendant cette période que furent initiées et développées les réorganisations administratives et scientifiques de l'actuelle IUSS. Dès ma prise de fonction à Acapulco, lors de la session de clôture du 15ème Congrès Mondial de Science du Sol, j'ai attiré l'attention de l'Assemblée sur les nécessaires identité et autonomie de la science du sol : "First, let's remain ourselves. Soil is an environment in itself, which deserves to be studied as such. Soil scientists should not always have to account for the relation of the soil to its possible uses. We still have to do a lot of fundamental research to get a better knowledge of the soil systems and their dynamics. We have to accelerate the implementation of this research, both in the field and in the laboratories" ("Editorial". ISSS Bulletin, 86, 1994/2, p.4). Cette préoccupation fut celle de ma présidence ; elle fut celle du 16ème Congrès Mondial à Montpellier ; elle fut celle de la construction de l'actuelle structuration scientifique de l'IUSS. Les identités du sol et de la science du sol doivent continuer à être au coeur des préoccupations prioritaires de l'IUSS. Nous devons nous situer, en tant que science autonome, par rapport aux autres sciences fondamentales et par rapport aux utilisateurs des sols donc des résultats de la science du sol. Ceci veut dire que, de mon point de vue, l'IUSS doit prendre position : - Pour l'existence, dans les universités et dans les instituts de recherche, d'unités autonomes de recherche et d'enseignement supérieur en science du sol : c'est à partir de ces unités spécialisées que pourront, en outre, se constituer d'éventuelles unités de recherches pluridisciplinaires à caractère plus finalisé. Mais il n'y a pas de pluridisciplinarité réussie sans bons spécialistes disciplinaires : ces spécialistes, il faut les former dans des équipes spécialisées monodisciplinaires (sachant que la "monodisciplinarité" scientifique de la science du sol est déjà largement "pluridisciplinaire"...). - Pour le développement de l'éducation au sol dans les écoles primaires et secondaires ; il s'agit d'éveiller l'intérêt des enfants pour le sol et ses fonctions et, pourquoi pas, de faire naître des vocations, des passions. Une science coupée de toute base populaire a peu d'avenir : il est urgent que la science du sol construise sa base populaire. - Pour que soit identifié, reconnu et certifié le métier de spécialiste en Science du Sol : ce spécialiste peut être, selon les cas, chercheur, enseignant, ingénieur, technicien (voir à ce sujet le travail entrepris par l'AFES, Association Française pour l'Etude du Sol). The Future of Soil Science: Some thoughts from the IUSS book edited by A.E Hartemink ("The Future of Soil Science", 170 pages, IUSS Editions, 2006) by Alain Ruellan The future of soil science can be approached in two different ways: - an applied approach: the soil study as a function of the changing needs of human societies (the needs for food, the environmental needs, the urban and industrial needs, etc.); - a more fundamental approach: the study of soil milieu as such, for its own sake; what the soil is, how it functions, how it is formed and transformed, the role it plays in the functioning of our planet Earth; how human societies become major actors of its evolution...; the results of this fundamental approach should facilitate applied research. Reading the recently published IUSS book* I was struck by the importance taken by the first approach: for the majority of the 55 authors of this book, the future of soil science should be considered in terms of the services it can render human societies. Few consider the discovery of the nature of soil covers and of soil systems to be a priority. Does this imply that for the researchers concerned with soil science -and more generally, for the general public- the pedosphere has not yet acquired (or has already lost) the status of a natural milieu that merits independent and specific research in the same way as the lithosphere, the hydrosphere, the atmosphere, or the biosphere, each of which being the subject of precise scientific disciplines? This question is vital for the future. 1 – Thanks to the wide range of proposals the book contains, it is a rich and interesting work. Yet, in my opinion, it includes nothing particularly original or particularly innovative. The proposals put forward by the authors are well argued and complementary, but the needs of today are mainly defined as being the needs of tomorrow. “Soil science - Fiction” has yet to find its authors! However, what did strike me is that it tends to be a little self-complacent: everyone appears to be content with what soil science has already achieved for the benefit of human societies, and the future is envisaged with respect to a balance that is considered to be positive. But, is this really true? Just an example: one claim frequently made in this book is that soil science would have contributed to increase world agricultural production. Is this true? This issue can also be considered from a quite different point of view: the increase of agricultural production over the past 50 years was made possible more by the agronomical sciences, rather than by soil science. And the problem is that the increase of agricultural production occurred to the detriment of the soils and to the detriment of everything related to the soil (water, the air, life). As a matter of fact, the specialists in soil science were unable to convince their agronomist colleagues that to better produce without damaging the environment, they also needed to take into account the complexity and diversity of the soils and of the other natural environments. Throughout the 20th century, the intensification of agriculture and of many other human activities, took place not with the help of the soils, but against the soils. It is my belief that the weakness of basic research in soil science is the main reason for the lack of respect for the soils on the part of agronomists, but also urban planners, developers, architects, ecologists... And this lack of respect finally affects society as a whole: this partially explains how difficult it is to include the discovery of the soil in the most important discoveries that children need to make. 2 – Thus, in my opinion, concrete proposals for the future of basic research are the main elements missing from the “Future of soil science”book. The soil is a natural environment, a natural body full of lives. Soil science should consequently be both a natural science and a life science with the central aim of understanding the living soil milieu: the study of its nature at all spatial and temporal scales; the study of the relations and interactions between the soil and the other environments (the lithosphere, hydrosphere, atmosphere, biosphere … anthroposphere); the study of the soil functions. In my opinion, the main focuses of research should thus be the following: • Soil covers and their spatial and temporal continuity and discontinuity are not yet well known and understood. What are the pedological dynamic units? How are they distributed in space? What are the different stages in their evolution? What are the causes of heterogeneity within soil covers? • Soil covers continually evolve and undergo transformation: this is well known. Many of the mechanisms involved in the evolution of soils have already been identified and measured. However, in most cases, the different speeds at which the morphological, mineralogical, biological, physical and chemical characteristics of the different types of soil covers appear and disappear remain unknown. At what speed are soils created from rocks? At what speeds are clay eluviated horizons created and transformed? Erosion is recognized and has been measured; but the same cannot be said of the transformation fronts that cross soil covers (biological fronts, eluviation and illuviation fronts in various soil components, structural transformation fronts, etc.). Depending on the case, the pedological speeds can vary from a few seconds to a thousand years. • The enormous biological wealth of soils remains to be discovered: both the biological diversity and the variety of biological functions. The biological weathering of rocks, the biological genesis of minerals and structures of soils, the cycles of greenhouse gases... are examples of research domains that need to be developed. • From the moment Man started exploiting the soils, relations were created between soil systems and social systems: these relations need to be better understood. Furthermore, in recent decades, Man has become, progressively but rapidly, the main engine of soil covers evolution. Due to atmospheric and climatic changes, of human origin, all soil covers are now influenced by human activities. What are the changes that happen, concerning soil constituents, soil morphology, soil dynamics, but also concerning mineral and biological, hydric and gaseous flows? 3 – So, what should the IUSS do? From July 1994 to August 1998, I was President of the ISSS (The International Society of Soil Science, which became the IUSS during my Presidency). It was during this period that the administrative and scientific reorganization of the actual IUSS was initiated and developed. As soon as I began my function of President, during the closing session of the 15th World Soil Science Congress in Acapulco, I drew the attention of the Assembly to the need to enhance the identity and the autonomy of Soil Science: "First, let's remain ourselves. Soil is an environment in itself, which deserves to be studied as such. Soil scientists should not always have to account for the relation of the soil to its possible uses. We still have to do a lot of fundamental research to get a better knowledge of the soil systems and their dynamics. We have to accelerate the implementation of this research, both in the field and in the laboratories" ("Editorial". ISSS Bulletin, 86, 1994/2, p.4). This has been the preoccupation: of my Presidency; of the 16th World Congress of Soil Science in Montpellier; of the construction of the actual scientific organization of IUSS. The identities of the soil, and of the soil science, should continue to be among the primary concerns of the IUSS. We need to situate ourselves as an independent science, with respect to other fundamental sciences, and with respect to the users of the soil, that is the users of the results of soil science. In my opinion, the IUSS needs to clearly take a stand: - For the existence, in the universities and research institutes, of independent soil science research and teaching units. These independent soil science units would provide a basis for the possible creation of more finalized multidisciplinary research units. Multidisciplinary research cannot succeed without good specialists in each discipline: these specialists need to be trained in specialized monodisciplinary teams (knowing that the "monodisciplinarity" of soil science already implies a lot of "pluridisciplinarity"). - For the development of education about soil in primary and secondary schools, with the aim to awake children’s interest for the soil and its functions; this could even lead, why not, to the birth of vocations, of passion for the soil. A science that is completely cut off from the people has little chance to succeeding, and there is an urgent need for soil science to find its roots in the general population. - For the identification, recognition and certification of a professional category ‘specialist in Soil Science’. This specialist could be a researcher, teacher, engineer, or technician (see study undertaken by AFES, French Association of Soil Science).