Le sol peut être affecté par des phénomènes naturels comme l’érosion ou les mouvements de terrain provoquant des pertes en sol. Mais elles peuvent aussi résulter de l’artificialisation des sols causée par les activités anthropiques.

D’après le dernier inventaire biophysique CORINE (coordination de l’information sur l’environnement) Land Cover 2006, l’artificialisation des sols atteint actuellement 5 % en France métropolitaine et continue sa progression. L’imperméabilisation des sols correspond à leur couverture par des matériaux non poreux (construction, béton, bitume, etc). Outre la consommation de terres naturelles et agricoles, elle entraîne une dégradation irréversible des sols et une altération de certaines de leurs fonctions. La connaissance de la nature des sols et de leurs fonctions est donc un élément primordial dans la mise en œuvre de projets d’aménagements urbains.

L’érosion hydrique des sols affecte environ 18 % du territoire métropolitain. Elle peut s’exprimer sous forme de coulées d’eau boueuse aux conséquences parfois catastrophiques. De façon moins visible, lorsqu’elle n’est pas maîtrisée, l’érosion peut provoquer, à long terme, une dégradation irréversible des sols.

L’érosion est un phénomène naturel qui résulte de l’ablation des couches superficielles du sol et du déplacement des matériaux le constituant, sous l’action de l’eau, du vent, des rivières, des glaciers, ou de l’homme. L’érosion hydrique des sols toucherait 26 millions d’hectares en Europe, contre un million pour l’érosion éolienne. Près de 18 % des sols présentent un aléa d’érosion des sols moyen à très fort en France métropolitaine.

L’érosion hydrique caractérise le départ de sol sous l’action du ruissellement des eaux de pluies ne pouvant s’infiltrer dans le sol. Elle fait intervenir deux processus de dégradation des sols : la battance et l’érodibilité. La battance traduit la sensibilité des sols à la fermeture de la porosité en surface, avec formation d’une croûte réduisant l’infiltration de l’eau. L’érodibilité reflète la sensibilité d’un sol à l’arrachement et au transport des particules sous l’action de la pluie et du ruissellement.

L’érosion peut s’exprimer sous forme de coulées d’eau boueuse aux conséquences parfois catastrophiques. De façon moins visible, lorsqu’elle n’est pas maîtrisée, l’érosion peut provoquer, à long terme, une dégradation irréversible des sols. L’érosion est souvent renforcée par l’action de l’homme : certaines pratiques culturales (culture dans le sens de la pente ou peu couvrante, etc.) surpâturage, déforestation, imperméabilisation. Ainsi, un sol limoneux, sur pente forte, non couvert par des cultures d’hiver et soumis à des pluies intenses est particulièrement vulnérable à l’érosion. Le risque d’érosion des sols peut être limité par une urbanisation et une artificialisation modérées respectant les zones sensibles et par le recours aux dispositifs de prévention des coulées d’eau boueuse (haies, taillis et bandes enherbées limitant le ruissellement, fascines).

Les éléments traces métalliques (ETM), tel le cuivre (Cu), le plomb (Pb), ou le cadmium (Cd), sont  présents dans les sols à des teneurs très faibles (< 0,1%). Si certains de ces éléments sont nécessaires à la vie (oligo-éléments), ils peuvent tous devenir toxiques, notamment quand ils sont trop abondants mais surtout s’ils sont présents sous certaines formes chimiques. La distribution des ETM est d’abord le résultat de phénomènes naturels, comme la composition chimique des roches-mères, puis leur altération due à l’action conjuguée des climats successifs et des activités biologiques et humaines, à l’érosion des sols et au dépôt des matériaux érodés le long ou au pied des pentes, à l’absorption et à la restitution par les végétaux. À l’échelle de la France métropolitaine, les principaux facteurs expliquant la distribution des éléments traces métalliques dans les sols sont d’abord la nature et la composition géochimique des roches-mères puis leurs évolutions pédogénétiques.

Les teneurs en ETM  sont également influencées par des apports diffus d’origine humaine (industries, combustion d’énergies fossiles et incinérations, amendements, engrais et traitements phytosanitaires agricoles, transports) ou par des contaminations beaucoup plus locales à proximité d’installations provoquant des rejets polluants, ou suite à des  apports massifs anciennement peu contrôlés. En agriculture, la diminution des flux d’apports passe par l’amélioration progressive et continue de la qualité des produits épandus (ex: apports boues) et l’économie d’intrants (produits phytosanitaires, engrais).

Les ETM présentent des mobilités variables dépendant de leur nature, de leur origine et des caractéristiques physico-chimiques des sols. Généralement, seules les teneurs totales en ETM sont considérées, ce qui permet difficilement d’apprécier leur disponibilité à l’absorption par les plantes ainsi que les risques de transfert vers les chaînes alimentaires et  la ressource en eau. Des approches basées sur des extractions chimiques plus douces permettent d’approcher ces quantités potentiellement mobiles. Dans le cadre du Gis Sol, les teneurs en onze éléments (As, Cd, Cr, Co, Cu, Hg, Mb, Ni, Pb, Th, Zn) ont été mesurées dans les sols de France, dont six par des extractions douces (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn).