Nina Davtian

Prise en compte des types de sols pour la calibration des indicateurs moléculaires du pH des sols et des températures continentales à l’échelle globale

Nina Davtian1, Guillemette Ménot2, Édouard Bard1

1 CEREGE, Aix-Marseille Université, CNRS, IRD, Collège de France, UM34, Aix-en-Provence, France

2 Laboratoire de Géologie de Lyon, Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École Normale Supérieure de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, UMR5276, Villeurbanne, France

Les tetraéthers de diglycérol ramifiés (brGDGTs) sont des lipides membranaires ubiquistes d’origine bactérienne. Dans les sols, la distribution des brGDGTs dépend au premier ordre de la température de l’air (MAAT) et du pH du sol. Le MBT′/MBT′5ME (methylation index of branched tetraethers) et le CBT/CBT5ME/CBT′ (cyclization ratio of branched tetraethers) sont des indices basés sur la distribution des brGDGTs. Ces indices ont été utilisés pour établir des calibrations MAAT/brGDGTs et pH/brGDGTs à diverses échelles spatiales basées sur les sols de surface. Cependant, les erreurs de calibration sont substantielles et les types de sols n’ont généralement pas été pris en compte. C’est pourquoi la principale nouveauté de cette étude réside dans le couplage entre les distributions des brGDGTs et les types de sols. Un type de sol a été attribué à 278 sols de surface précédemment analysés à l’aide d’un atlas. Les calibrations globales MAAT/brGDGTs et pH/brGDGTs ont été revisitées en tenant compte des principaux types de sols. L’impact d’une meilleure séparation des brGDGTs sur l’effet type de sol a également été étudié.

L’inspection des pentes et des ordonnées à l’origine et les tests d’homogénéité des pentes révèlent une hétérogénéité significative des calibrations MAAT-MBT′/CBT, MAAT-MBT′ et pH-CBT par type de sol. Les erreurs de calibration et les pourcentages de variance expliquée (R2) dépendent également du type de sol. En outre, les résidus basés sur les calibrations globales MAAT-MBT′ et MAAT-MBT′/CBT ne sont généralement pas homogènes d’un type de sol à l’autre. Par exemple, les Alisols et les Podzols présentent des résidus élevés et de signes opposés. Pour les calibrations MAAT-MBT′5ME, pH-CBT5ME et pH-CBT′ établies avec une meilleure séparation des brGDGTs, l’effet du type de sol reste significatif. De plus, l’impact d’une meilleure séparation des brGDGTs sur la qualité de la calibration MAAT/brGDGTs ou pH/brGDGTs n’est pas homogène d’un type de sol à l’autre. Enfin, pour un type de sol donné, par exemple les fluvisols, l’usage de la calibration globale MAAT-MBT′5ME n’induit pas de réduction claire des résidus par rapport aux calibrations globales MAAT-MBT′ et MAAT-MBT′/CBT.

Toutes ces observations suggèrent une hétérogénéité des communautés bactériennes productrices de brGDGTs entre les différents types de sols. En outre, ces différentes communautés réagiraient différemment aux variations de MAAT et/ou de pH du sol. En effet, la diversité des processus à l’origine des différents types de sols (pédogénèse) induit une grande variété d’environnements biologiques et physicochimiques dans les sols. Par exemple, les producteurs de brGDGTs, dont le régime trophique serait hétérotrophe, pourraient être sensibles aux propriétés de la matière organique des sols. Il est donc fortement recommandé de coupler systématiquement les études des brGDGTs et des autres biomarqueurs avec une bonne description des sols, ce que favorisent les collaborations directes entre géochimistes organiciens et pédologues.

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