Pedodiversity as a Key Element of Geological Heritage in the Shouf Jezzine Geopark Project Lebanon

Sous le sol de la forêt se cache un monde aussi complexe et vital que la canopée qui la surplombe. Dans l'étude de la surface de la Terre, les scientifiques examinent deux couches interconnectées : les roches et les minéraux qui forment le sol, et la peau vivante du sol qui se développe par-dessus eux. Cette peau vivante, appelée sol, n'est pas simplement de la terre ; c'est un mélange dynamique de minéraux, d'eau, d'air et de matière organique qui soutient toute vie terrestre. Lorsque les chercheurs examinent la variété de ces sols à travers un paysage, ils étudient ce que l'on appelle la pédodiversité. Ce concept reconnaît que différents sols, avec leurs textures et compositions chimiques uniques, créent le fondement de différents types de vie végétale et animale. Comprendre ces variations est crucial car le sol agit comme un immense réservoir de carbone, un élément clé dans la régulation du climat de la planète. En observant comment différents arbres interagissent avec le sol sous eux, les scientifiques peuvent apprendre comment la nature gère les ressources et stocke le carbone, offrant des indices sur la façon de protéger les forêts et le climat qu'elles aident à maintenir.

Dans la région centrale du sud du Liban, dans une zone proposée pour le projet de Géoparc de Shouf-Jezzine, des chercheurs ont récemment porté leur attention sur ce monde caché. Le paysage ici est défini par des roches de calcaire et de dolomie, qui couvrent la majeure partie du pays et donnent naissance à des sols riches en carbonate de calcium. Au sein de ce terrain rocheux, trois types distincts d'arbres dominent les forêts : Pinus brutia, Pinus pinea et Quercus calliprinos. Bien que ces arbres soient des sites communs, leur relation spécifique avec le sol sous eux n'avait pas été cartographiée de manière approfondie. Une équipe de scientifiques s'est lancée dans la tâche de combler cette lacune, creusant le sol pour voir comment les propriétés du sol changeaient sous chacune de ces trois espèces. Leur objectif était de comprendre la composition physique et chimique de la terre sous ces forêts, avec un accent particulier sur une couche spécifique de sol où le carbonate de calcium s'accumule, connue sous le nom d'horizon calcique. Cette couche est significative car elle se forme sur de longues périodes et raconte l'histoire du climat et de l'histoire de la terre.

L'équipe a sélectionné quinze endroits différents à travers le géoparc, allant des collines inférieures aux pentes montagneuses plus élevées, pour examiner les profils de sol. Ils ont soigneusement creusé à travers les couches, documentant la profondeur et la couleur de chaque section avant de collecter des échantillons. Au total, ils ont recueilli trente-huit échantillons de ces sites, s'assurant de capturer le sol depuis la surface jusqu'aux couches plus profondes. De retour au laboratoire, ils ont analysé ces échantillons pour la texture, la quantité de matière organique et la présence de divers minéraux et nutriments. Ils ont également mesuré l'acidité du sol et sa capacité à conduire l'électricité, ce qui indique le niveau de sels dissous. Les chercheurs étaient particulièrement intéressés par la manière dont la présence des différentes espèces d'arbres influençait la formation de l'horizon calcique et la quantité de carbone que le sol stockait.

L'enquête a révélé un schéma clair dans la façon dont ces arbres interagissent avec le sol. Il a été constaté que le Pinus brutia et le Quercus calliprinos poussaient sur des sols qui avaient développé une couche épaisse et distincte d'accumulation de carbonate de calcium. Dans ces zones, le pourcentage de carbonate de calcium dans le sol était élevé, dépassant souvent quinze pour cent, confirmant la présence d'un véritable horizon calcique. Cette accumulation se produit lorsque l'eau de pluie dissout le calcium de la surface et le transporte vers le bas, où il se dépose et durcit dans les couches plus profondes. En revanche, le sol sous le Pinus pinea racontait une histoire différente. La teneur en carbonate de calcium dans ces sols était beaucoup plus faible, dépassant rarement quelques pour cent, indiquant qu'un horizon calcique ne s'était pas formé de la même manière. Les chercheurs ont noté que le Pinus pinea semblait préférer les conditions où ce lourd dépôt de carbonate ne se produisait pas, suggérant que chaque espèce d'arbre crée ou sélectionne un type spécifique d'environnement de sol.

La texture du sol a également joué un rôle clé dans ces découvertes. Les scientifiques ont trouvé que les sols ayant une teneur plus élevée en limon, qui sont des particules fines et poudreuses, avaient tendance à retenir davantage de carbonate de calcium. C'est parce que les particules fines sont plus aptes à piéger et à retenir les minéraux lorsqu'ils circulent dans le sol. Les sols sableux, composés de grains plus gros et plus grossiers, permettaient aux minéraux de s'évacuer plus facilement, entraînant des niveaux de carbonate plus bas. Ce lien entre la texture du sol et l'accumulation minérale aide à expliquer pourquoi les différentes espèces d'arbres se trouvent là où elles sont. Le Pinus brutia et le Quercus calliprinos prospèrent dans des zones où la texture du sol permet la formation de cette riche couche de carbonate, tandis que le Pinus pinea se trouve dans des zones où le sol reste plus pauvre en ces minéraux.

Au-delà des minéraux, l'étude a examiné la vie organique au sein du sol. La matière organique, qui provient de la décomposition des feuilles et des racines, est le moteur de la fertilité du sol. Les chercheurs ont découvert que la quantité de matière organique variait considérablement selon l'espèce d'arbre. Les sols sous le Pinus brutia contenaient les niveaux les plus élevés de matière organique, suivis par le Quercus calliprinos, le *Pinus pinea ayant les quantités les plus faibles. Cette matière organique est cruciale car elle agit comme une éponge, retenant les nutriments essentiels comme le potassium, le calcium et le magnésium, les rendant disponibles pour les arbres. Les données ont montré un lien fort entre la quantité de matière organique et la disponibilité de ces nutriments, particulièrement dans les sols sous le Pinus brutia et le Quercus calliprinos. Cela suggère que le Pinus brutia ne fait pas que pousser dans le sol, mais aide activement à construire un environnement riche et dense en nutriments qui soutient un écosystème sain.

L'une des découvertes les plus significatives de l'étude concernait le stockage du carbone. Les forêts sont connues pour absorber le dioxyde de carbone de l'atmosphère, mais le sol sous elles est également un immense réservoir pour ce carbone. Les chercheurs ont utilisé des données satellites pour estimer la quantité de carbone organique stockée dans le sol à différents sites. Ils ont découvert que le sol sous le Pinus brutia détenait la plus grande quantité de carbone organique, nettement plus que les sols sous les deux autres espèces. Cette découverte souligne le rôle unique du Pinus brutia dans la lutte contre le changement climatique. En favorisant des conditions de sol permettant un plus grand stockage du carbone, ces arbres aident à emprisonner le carbone qui, autrement, resterait dans l'atmosphère. Le Quercus calliprinos a également contribué au stockage du carbone, bien que dans une moindre mesure, tandis que les sols du Pinus pinea stockaient le moins.

L'étude a également examiné l'acidité et la salinité du sol, constatant que ces facteurs restaient relativement stables, quelle que soit la profondeur ou le lieu spécifique. Le pH du sol, qui mesure l'acidité, était généralement neutre à légèrement alcalin, une condition typique des régions avec un socle rocheux calcaire. La conductivité électrique, qui indique la présence de sels, était faible sur tous les sites, ce qui signifie que le sol n'était pas salé et était bien adapté à la croissance des plantes. Ces conditions constantes suggèrent que les différences observées entre les espèces d'arbres étaient davantage dictées par les interactions biologiques des arbres avec le sol que par des changements radicaux dans le climat ou la géologie sous-jacente.

En fin de compte, cette recherche peint un tableau détaillé du Géoparc de Shouf-Jezzine comme un lieu où la géologie et la biologie sont profondément entrelacées. L'étude confirme que le type d'arbre poussant sur un versant n'est pas seulement une question de hasard, mais est étroitement lié aux propriétés chimiques et physiques spécifiques du sol en dessous. Le Pinus brutia et le Quercus calliprinos sont montrés comme des acteurs clés dans la création et le maintien de sols riches en carbonate de calcium et en carbone organique, tandis que le Pinus pinea occupe une niche différente avec des sols plus pauvres en ces éléments. Ces découvertes soulignent l'importance de préserver ces types de forêts diversifiés, car chacun contribue de manière unique à la santé de la terre et à l'effort mondial de gestion du carbone. En comprenant ces relations, les conservateurs peuvent mieux protéger le patrimoine géologique du Liban et assurer que ces forêts continuent de prospérer en tant que réservoirs vitaux de biodiversité et de stabilité climatique.