Buffalo Grazing Effects on the Physical–Mechanical Quality and Load-Bearing Capacity of Hydromorphic Riparian Soils in the Brazilian Atlantic Forest​

Dans les vallées basses de la forêt atlantique du Brésil, là où la terre est naturellement humide et où le sol se trouve souvent proche de la saturation, une lutte silencieuse pour la santé des sols se déroule. Il ne s'agit pas d'une guerre d'armes, mais d'une guerre de poids et d'eau. Le sol de ces plaines inondables est hydromorphe, ce qui signifie qu'il est façonné par la présence d'eau, ce qui le rend mou et facilement compressible. Lorsque des animaux lourds marchent sur cette terre humide, leurs sabots appuient, expulsant les minuscules poches d'air du sol et resserrant les particules les unes contre les autres. Ce processus, connu sous le nom de compaction, transforme un sol spongieux et respirant en une dalle dure et dense. Pour les plantes qui y poussent, c'est un désastre ; leurs racines ne peuvent pas traverser le sol durci, et l'eau ne peut pas s'infiltrer, ce qui entraîne le ruissellement et l'érosion. Les agriculteurs et les écologistes craignent depuis longtemps que l'élevage de grands troupeaux de bétail dans ces zones humides sensibles ne détruise le fondement même de l'écosystème, mais mesurer précisément l'ampleur des dégâts, et comment la teneur en eau modifie le résultat, a été difficile à établir avec précision.

Des chercheurs de l'Université d'État de São Paulo ont décidé d'étudier ce problème spécifique en examinant l'élevage de buffles dans la vallée de Ribeira. Les buffles sont des animaux massifs, pesant souvent entre 400 et 800 kilogrammes, et leur taille imposante signifie qu'ils exercent une pression significative sur le sol sous leurs pieds. L'équipe voulait comprendre comment différentes méthodes de gestion de ces troupeaux affectaient la force physique et la stabilité du sol. Ils se sont concentrés sur un type spécifique de sol appelé Dystric Gleysol, courant dans la région et connu pour être mal drainé. Pour obtenir une image claire, ils ont comparé quatre scénarios différents sur une seule exploitation : une parcelle de forêt indigène intacte qui n'a jamais été pâturée, une zone pâturée légèrement pendant trente ans, une zone pâturée intensément pendant vingt ans, et un champ qui avait été récemment converti en pâturage intensif pour seulement un an. En testant le sol à deux profondeurs différentes — la couche supérieure là où les sabots frappent et une couche située juste en dessous — les scientifiques ont pu voir comment la contrainte des animaux se propageait à travers le sol.

Les chercheurs ne se sont pas contentés d'observer le sol de l'extérieur ; ils ont ramené des échantillons au laboratoire pour tester leurs limites mécaniques. Ils ont mesuré la difficulté de pousser une sonde métallique dans le sol, un test qui révèle à quel point le terrain s'est compacté. Ils ont effectué cela sous deux conditions différentes : lorsque le sol était très humide, imitant la saison des pluies, et lorsqu'il était plus sec. Ils ont également réalisé des tests de compression, en pressant les échantillons de sol dans une machine pour voir quelle quantité de poids le sol pouvait supporter avant de se déformer de manière permanente. Cette « capacité de charge » nous indique le point auquel le sol cesse de rebondir et commence à être écrasé. Enfin, ils ont calculé la facilité avec laquelle le sol serait emporté par l'eau si la pluie le frappait, une propriété appelée érodabilité. Pour rendre ces chiffres concrets, ils ont même mesuré les empreintes réelles laissées par les buffles dans la boue, utilisant des photographies pour calculer la surface exacte de contact entre le sabot et la terre, ce qui leur a permis de déterminer la pression précise que chaque animal exerce sur le sol.

Les résultats ont brossé un tableau clair et préoccupant de l'interaction entre l'eau et le poids. L'étude a révélé que la quantité d'eau dans le sol était le facteur le plus important contrôlant sa résistance. Lorsque le sol était mouillé, il devenait beaucoup plus mou et ne pouvait pas supporter autant de poids. Lorsque le sol séchait, il devenait nettement plus dur et plus résistant à la pénétration. Cependant, l'histoire de la terre comptait tout autant. Le sol de la forêt indigène, qui n'avait jamais été piétiné par le bétail, restait le plus fort et le plus résilient, conservant bien sa structure même en étant humide. En revanche, le sol soumis à un pâturage intensif pendant vingt ans présentait la dégradation la plus grave. Ce pâturage à long terme avait rendu le sol si vulnérable qu'il devenait hautement érodable, ce qui signifie qu'il était beaucoup plus susceptible d'être emporté par les fortes pluies, surtout dans les couches plus profondes où les dommages s'étaient accumulés au fil du temps.

La découverte la plus frappante concernait peut-être la manière dont les différents systèmes de pâturage réagissaient à l'humidité. Le sol sous la végétation indigène maintenait une grande capacité à supporter le poids, agissant comme une fondation stable. Le système de pâturage semi-extensif, où les animaux étaient présents mais non surpeuplés, montrait un niveau de stabilité intermédiaire. Mais les systèmes de pâturage intensifs, particulièrement celui utilisé pendant deux décennies, étaient extrêmement sensibles aux variations de la teneur en eau. Lorsque le sol était humide, ces zones perdaient presque entièrement leur intégrité structurelle, devenant molles et sujettes à des dommages permanents. Les chercheurs ont observé que le sol dans ces zones de pâturage intensif était devenu si compact qu'il offrait très peu de résistance aux sabots des animaux lorsqu'il était mouillé, créant un cycle où le sol devient plus mou, les animaux s'enfoncent davantage, et les dommages s'aggravent. L'étude a également noté que le sol des terres de pâturage récemment converties montrait déjà des signes de stress, suggérant que les dommages commencent presque immédiatement après que la forêt est défrichée et que les animaux sont introduits.

L'équipe a conclu que la combinaison de buffles lourds et d'un sol hydromorphe humide crée une tempête parfaite pour la dégradation environnementale. Le poids massif des animaux, combiné au manque de drainage naturel dans ces sols de plaine inondable, accélère le processus de compaction bien plus que dans les environnements plus secs. L'étude suggère que la pratique traditionnelle consistant à maintenir de grands troupeaux sur ces zones humides sans gestion rigoureuse est insoutenable. Les données indiquent que pour préserver la santé de ces écosystèmes riverains, les agricteurs doivent éviter de laisser leurs animaux paître lorsque le sol est proche de la saturation. En ajustant le nombre d'animaux autorisés sur la terre et en les faisant tourner pour donner au sol le temps de récupérer, il est possible de réduire la pression sur le sol. La recherche confirme que, bien que l'élevage de buffles soit une activité économique vitale dans la région, il doit être équilibré par un profond respect pour les limites physiques de la terre humide, garantissant que le sol reste assez solide pour soutenir à la fois le bétif et la forêt qui en dépend.