Le plomb extrait à l’EDTA représente une fraction plus mobile du plomb dans les sols et qui traduit mieux l’influence des contaminations d’origine humaine. Des gradients de contamination diffuse sont nettement visibles autour de grands secteurs miniers, industriels ou de forte densité de population (Île-de-France, Nord-Pas-de-Calais). Ces contaminations sont probablement en grande partie imputables à la circulation automobile passée et à l’utilisation d’essence plombée (avant 1990).
Des contaminations beaucoup plus importantes ont été observées très localement, résultant d’épandages d’eaux usées à proximité immédiate de sites industriels, ou d’anciens apports de boues de station d’épuration non contrôlées (Achères dans les Yvelines, années 1970-1980). Les sols urbains (Paris, Strasbourg) présentent également des teneurs en plomb particulièrement élevées. Enfin, il est possible que les fortes teneurs en plomb dans le Bordelais soient dues à l’utilisation passée d’arséniates de plomb pour le traitement de la vigne.

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Les teneurs les plus élevées en thallium total sont localisées sur les sols issus de roches cristallines avec des teneurs fortes dans le Massif central, le Morvan et les Vosges, et des teneurs moindres dans le Massif armoricain, les Alpes et les Pyrénées.

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De fortes teneurs naturelles en zinc sont observées dans les sols développés dans des roches cristallines (Massif central). Les roches jurassiques, notamment liasiques (calcaires argileux, marnes et argiles du jurassique inférieur), sont aussi à l’origine de fortes concentrations en zinc (voir par exemple dans le nord-est de la France, le Jura, les Causses du sud du Massif central). On observe également de fortes teneurs en milieu volcanique.

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De par leur origine volcanique, les sols des Antilles françaises présentent fréquemment des teneurs relativement élevées en éléments traces métalliques. Le zinc et le cuivre s’accumulent relativement dans les sols selon leur degré d’altération, en même temps que le fer. On y observe quelques particularités locales, comme par exemple la présence de fortes teneurs en chrome et en nickel dans les sols de la Guadeloupe reposant sur calcaire récifal, mais aussi les plus exposés aux dépôts de poussières sahariennes (Grande Terre, Marie-Galante). Les teneurs en éléments traces des cendres volcaniques peuvent varier fortement d’une éruption à l’autre. Ainsi ces teneurs pourraient constituer des marqueurs de l’historique des dépôts. Il n’a pas été observé de contamination anthropique évidente en ces éléments. Les teneurs élevées en cuivre sont liées à l’altération de certaines roches magmatiques basiques.

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Dans les roches, le calcium est associé au sodium et au potassium. Au cours des transformations des minéraux, le calcium participe à la formation des carbonates. Dans la formation des calcaires dolomitiques, le magnésium est associé au calcium. L’ensemble concourt à la présence de calcium et de magnésium dans les sols associés à des minéraux primaires ou secondaires dans le cas de carbonates et de silicates. Au final, les quantités de calcium et de magnésium présentes dans le sol découlent des conditions d’altération des minéraux primaires et de la lixiviation des éléments.

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Les organismes impliqués dans le programme d’IGCS peuvent fournir des informations sur les sols aux décideurs, comme les comités de pilotage des Plans locaux d’urbanisme (PLU), les services de l’État, ou les bureaux d’étude sollicités par l’État. Cependant, ceci n’est possible que lorsque les échelles des cartes de sols sont assez fines pour être compatibles avec celles des études d’aménagement. La Chambre d’agriculture de l’Indre a ainsi réalisé des outils d’aide à la décision pour son département à partir de la carte des sols et de la base de données associée au 1/50 000.

Les cartes des potentiels agronomiques des sols, établies sur la base des contraintes à la mise en valeur (pierrosité, excès d’eau, texture, réserve en eau utile) ont permis de gérer des conflits d’usage en zones périurbaines et en milieu rural lors de l’agrandissement de zones d’activités ou de la conduite de travaux d’aménagement d’infrastructures dans le cadre de PLU. L’implantation de lagunes et la délimitation et la préservation des zones humides ont aussi été facilitées par la cartographie des textures de surface, des réserves en eau, de la sensibilité à l’infiltration ou à la battance.

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Il existe une forte concordance entre l’occupation du sol et sa réserve utile. À l’ouest de Chalon-sur-Saône,le vignoble de la côte chalonnaise s’est développé sur des pentes exposées à l’est, sur des sols calcaires peu profonds, à forte charge en éléments grossiers et à réserve utile faible. Les sols des hauts de versants sont difficiles à cultiver car peu stables, très humides en surface, avec des réserves utiles très faibles. Ils sont donc couverts de forêts ou exploités sous la forme de carrières. Aux pieds de la côte viticole vers Givry, sur les rebords des grands plateaux limoneux et forestiers et dans les plaines alluviales couvertes de prairies, les sols ont des réserves utiles plus élevées. À l’est de Chalon-sur-Saône, les habitations se développent le long des axes routiers reliant Louhans, Tournus et Dôle à Chalon-sur-Saône, sur les terrasses sableuses de la Saône. Elles sont caractérisées par des sols à faible réserve utile, mais dont la texture sableuse est favorable au maraîchage intensif. Enfin, la dépression bressane entaillée par la Saône est composée de grands plateaux limoneux, humides et forestiers, à réserve utile plus faible, disséqués par des vallons à plus forte réserve utile.
In fine, les sols imperméabilisés entre 1990 et 2000 ont des réserves utiles en eau faibles au nord-est de Saint-Marcel et au sud de Chalon-sur-Saône. Par contre, les sols imperméabilisés au Nord et à l’Ouest sont de meilleure qualité avec des réserves utiles en eau faibles à moyennes ou moyennes. Le vignoble de la côte chalonnaise n’est pas touché par l’urbanisation, car le prix des terres est très élevé. Par contre, les sols de bonne qualité situés au pied de la côte prisée pour son paysage, sont soumis à une forte pression immobilière. Enfin, l’imperméabilisation des terrasses sableuses de la Saône risque de faire disparaître leur vocation maraîchère. La périurbanisation y est motivée par l’attrait des paysages et la facilité des trajets domicile-travail le long des axes de transport.

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En France, depuis 1994, l’inventaire des informations historiques sur les mouvements de terrain regroupe environ 6 000 références dans la base de données nationale des mouvements de terrain (BD-MvT). Elle est gérée par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières et développée en partenariat avec le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et les services de Restauration des Terrains en Montagne de l’Office National des Forêts. Cette base recense par type, communes et départements, des informations souvent non exhaustives sur les phénomènes, comme le type, la date d’occurrence, la localisation et les dommages observés.

Des Plans de Prévention des Risques (PPR) pour les mouvements de terrain ont été réalisés et approuvés pour environ 1 200 communes, à des échelles détaillées allant du 1/5 000 au 1/10 000. Ces PPR intègrent règlementairement un zonage et des prescriptions d’urbanisme, selon une méthode présentée dans le guide méthodologique du ministère en charge de l’écologie. Enfin, des dispositifs de surveillance sont installés depuis plusieurs années sur les grands sites instables. Les techniques de prévision utilisées s’appuient sur les relations entre les précipitations et le déplacement à très court terme, ou sur l’estimation de la date de rupture.

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Depuis 2009, la susceptibilité des versants aux mouvements de terrain a été cartographiée à l’échelle du territoire métropolitain à l’initiative d’un groupe d’experts européens, piloté par la Commission européenne. La méthode combine trois facteurs : la pente et la topographie, la lithologie et l’occupation du sol. Plus de 40 % du territoire présenterait une susceptibilité forte et 30 % une susceptibilité modérée. Ces valeurs sont élevées car elles ne représentent que la probabilité d’occurrence spatiale sans intégrer la probabilité d’occurrence temporelle ou l’intensité des phénomènes. Les cartes d’aléa identifient les terrains susceptibles aux mouvements de terrain, tandis que l’estimation du risque doit intégrer une évaluation économique des dommages directs (destructions) et indirects sur les activités. De plus, si les enjeux justifient des actions préventives à l’égard des voies de communication ou des zones urbanisées par exemple, l’analyse de leur vulnérabilité peut constituer des références utiles pour une prise de décisions adaptées.

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À l’échelle du territoire, l’occurrence des sols carbonatés est à relier à la nature calcaire des roches. Ainsi, ils représentent des extensions importantes sur le territoire hexagonal, soit environ 160 000 km². La diversité des sols carbonatés peut être illustrée à l’échelle régionale par la teneur en calcaire total de l’horizon de surface du sol. Ainsi, en Charente-Maritime, une forte proportion de sols présente des teneurs en carbonates élevées pouvant dépasser les 50 %.

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La distribution des CEC sur le territoire français est très bien corrélée à la distribution des textures. Les sols argileux (Jura, Lorraine, terres argileuses de Poitou-Charentes) montrent les CEC les plus élevées. À l’inverse, les sols issus de matériaux sableux ou cristallins montrent les CEC les plus faibles (Landes de Gascogne, Massif armoricain et une grande partie du Massif central, Sologne, Vosges). Quelques CEC très fortes en montagne correspondent à des teneurs très élevées en matières organiques ou en allophanes (minéraux propres aux sols volcaniques).

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La CEC représente un potentiel de fixation et de libération de cations dans les sols. Le taux de saturation indique le pourcentage de ce potentiel occupé par les cations Ca++, Mg++, K+ et Na+. Il s’agit donc d’un indicateur de saturation ou de désaturation de ce potentiel.

La quasi-totalité des sols cultivés sont saturés ou subsaturés. La répartition des valeurs faibles illustre bien la distribution des sols très acides et pauvres en minéraux altérables (Landes, Vosges).
Les sols cultivés présentent presque tous des taux de saturation élevés. Une faible proportion des sols de prairies permanentes présente des taux de saturation plus faibles, alors que de nombreux sols forestiers ont des taux de saturation faibles à très faibles. Pour ces derniers, la distribution bimodale des taux de saturation est à rapprocher de celle des pH.

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Les sols de la Martinique sont jeunes, de 1 000 à 100 000 ans et d’origine volcanique. Les sols des Antilles sont divers dans la nature de leur matrice minérale, selon leur âge et la pluviométrie qui a affecté leur formation. Par ailleurs, après quelques milliers d’années d’évolution, ils contiennent tous des quantités notables de minéraux secondaires, car tous les minéraux des roches sont altérables. La nature du minéral secondaire détermine une grande partie des propriétés physico-chimiques de ces sols.

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Les sols de la Nouvelle-Calédonie illustrent une empreinte des massifs à péridotites (en rouge sur la carte), fortement altérées par transformation des minéraux primaires en serpentine. Les roches contiennent des minéralisations en chrome, nickel, cobalt et plomb. Les sols sont des FERRALLITISOLS avec des accumulations spectaculaires de fer (en cuirasses, nodules, sols de type brunifié parfois vertiques sur serpentinites).

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À la Martinique, le sud est surtout de texture argileuse correspondant à des sols évolués de volcanisme ancien.
Les sols peu évolués de volcanisme récent du nord de l’île sont de textures limoneuses à sableuses.

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Une liste de 90 POP a été retenue et étudiée sur la base du maillage (16 km x 16 km) du Réseau de Mesures de la Qualité des Sols (RMQS) sur un sous-échantillon du territoire métropolitain composé de la région Nord-Pas-de-Calais et des départements de la Somme et de la Seine-Maritime.
Ce secteur a été choisi comme zone de test pour disposer de gradients opposant des secteurs fortement urbanisés et industrialisés à des secteurs à dominante agricole. Il comporte 105 sites RMQS pour lesquels les analyses ont été réalisées dans les horizons de surface (0-30 cm) des sols.

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Il s’agit d’un des HAP les plus présents dans les échantillons de sols analysés dans le cadre du RMQS dans le nord de la France. Les sources de BaP ne sont pas spécifiques : sa présence dans l’environnement peut être d’origine humaine ou naturelle. Cette molécule est principalement émise dans l’atmosphère sous forme particulaire. Le BaP est peu soluble dans l’eau et peu mobile dans les sols. Dans les sols du nord de la France, les teneurs en BaP ne dépassent pas 0,25 mg.kg-1. On observe des valeurs élevées au niveau du bassin minier dans le Nord qui se trouve aussi être un département fortement peuplé et industrialisé. Le sud-ouest du Pas-de-Calais présente lui aussi des teneurs plus fortes. On observe ailleurs des valeurs ponctuellement élevées, comme à proximité du Havre ou de Rouen, probablement dues à une contamination plus ponctuelle de type industriel.

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De nombreux PCB sont relativement peu présents dans les sols du nord de la France. Les valeurs élevées en PCB sont très ponctuelles et souvent à proximité des villes comme Calais, Dieppe, Dunkerque ou encore Le Havre. C’est le cas du PCB128. On peut penser que dans ce cas, la contamination est d’origine industrielle.

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Dans le nord de la France, les teneurs en lindane des sols varient entre 0,03 et 5 μg.kg-1. Les valeurs les plus élevées sont localisées dans le nord-est du secteur étudié qui est une région urbanisée, au niveau de l’ancien bassin minier. L’altitude y est peu élevée et forme une dépression. Le lindane, que l’on attendait plutôt avec de fortes teneurs dans les sols agricoles, a pu être remobilisé par volatilisation puis être transporté par les vents dominants et se redéposer dans la dépression.

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Les teneurs en atrazine dans les sols du nord de la France varient entre quelques ng.kg-1 et des valeurs dépassant 2000 ng.kg-1. Les valeurs les plus élevées se situent en zones agricoles autour du bassin minier. La Somme et la Seine-Maritime semblent moins touchées.

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Les teneurs en TCDD restent inférieures à 4 ng.kg-1 dans le nord de la France. On observe quelques valeurs élevées autour de certaines villes (Amiens, Arras, Calais, Boulogne-sur-Mer, Dunkerque, Saint-Omer) et autour de l’agglomération Lille-Roubaix-Tourcoing. Il semblerait que la TCDD soit donc principalement concentrée dans les sols en milieu urbain avec une origine probablement à la fois industrielle, routière et domestique.

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À l’échelon de la France métropolitaine, ce sont surtout des sols de très bonne qualité agronomique qui ont été artificialisés entre 2000 et 2006 : ils représentent plus d’un tiers des surfaces agricoles artificialisées au niveau national. C’est ce qui ressort de l’étude du classement des sols agricoles (à partir des données de CORINE Land Cover 2000), pour chaque région, en cinq classes de qualité agronomique en fonction des valeurs de leur réserve utile en eau. Quatre groupes de régions se distinguent.
Pour près de la moitié d’entre elles (Aquitaine, Bourgogne, Haute-Normandie, Île-de-France, Languedoc-Roussillon, Lorraine, Midi-Pyrénées, Nord–Pas-de-Calais, Pays de la Loire, Rhône-Alpes), l’artificialisation touche en priorité les sols ayant les meilleures potentialités agronomiques (entre 33 et 62 % des surfaces agricoles régionales artificialisées entre 2000 et 2006). La répartition est plus homogène dans les autres régions. Ainsi, dans un deuxième groupe rassemblant l’Alsace, la Basse-Normandie, la Bretagne, Champagne-Ardenne, le Centre et Provence–Alpes-Côte d’Azur, l’artificialisation touche environ 30 % des sols agricoles de qualité agronomique très bonne et dans une moindre mesure les autres. En Auvergne, en Corse et en Franche-Comté, les sols de qualité agronomique intermédiaire sont les plus touchés par l’artificialisation (entre 25 et 55 % de la surface agricole régionale artificialisée entre 2000 et 2006). Enfin, en Limousin, en Picardie et en Poitou-Charentes, ce sont les sols de moindre qualité agronomique qui sont les plus concernés par l’artificialisation.

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Le genre Acinetobacter a été détecté dans 112 des 1463 échantillons testés. En revanche, l’espèce Acinetobacter baumannii, pathogène opportuniste de l’Homme, n’a été retrouvée que dans 8 des échantillons, démontrant ainsi sa très rare prévalence dans les sols.

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La carte des estimations des émissions de N₂O par les grandes cultures montre une forte variabilité spatiale des émissions par hectare de culture sur le territoire métropolitain. Les zones à faibles émissions correspondent à des régions de sols plutôt acides (Bretagne) ou calcaires (Champagne-Ardenne, sud de Poitou-Charentes).
Le Bassin parisien (Beauce, Haute-Normandie, Picardie) montre des niveaux d’émissions moyens à forts sur des sols à fort potentiel d’émission (sols lessivés). En Midi-Pyrénées, les zones ayant des émissions élevées correspondent à des sols limoneux et argileux présentant une tendance aux excès d’eau.

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Avril 2014

• Partageons la connaissance des sols
• Programme du Gis Sol : Où en est-on ?
• Programme Sols de Bretagne
• Les outils dédiés à la capitalisation et à la valorisation des connaissances sur les sols
• Les besoins émergents d’accès à la connaissance des sols
• Comment promouvoir une stratégie ambitieuse de connaissance et de surveillance des sols à l’échelle nationale ?

Les flux d’azote dans l’environnement s’exercent sur de courtes périodes, liées à des fluctuations climatiques ou aux périodes d’épandage des engrais. Il résulte de la complexité et de la rapidité de ces mécanismes qu’il est extrêmement difficile de faire un état global de l’azote – et de la fertilité azotée – dans les sols de France. On peut tout au plus cartographier l’azote total afin d’avoir une vision de la distribution de l’azote sous une forme moins labile dans les sols.

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La distribution des teneurs en phosphore assimilable par les plantes dans les sols de France montre très clairement des effets régionaux. Les régions d’élevage intensif, comme la Bretagne, sont très largement excédentaires. Il s’agit de phosphore essentiellement d’origine organique, lié aux épandages d’effluents.

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Pour diagnostiquer un risque de carence en potassium, la seule analyse du potassium échangeable du sol (potassium plus ou moins retenu par le sol et susceptible d’échanges avec la solution du sol) n’est pas suffisante. Il faut considérer la sensibilité des cultures (par exemple, les cultures de la betterave sucrière, du maïs fourrage, de la pomme de terre et du sorgho fourrage sont considérées comme exigeantes) et le pouvoir fixateur du sol pour le potassium.

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En France, les teneurs en bore mesurées dans les sols du RMQS présentent une valeur médiane de 0,21 mg.kg-1 de sol avec 95% des valeurs inférieures à 0,49 mg.kg-1.
Les plus fortes concentrations en bore sont mesurées dans les sols côtiers issus de sédiments marins avec des teneurs comprises entre 1 et 5 mg.kg-1 : Camargue, marais Poitevin, estuaire de la Loire ou de la Gironde, certains sols du littoral. Quelques fortes teneurs en bore, représentant de rares anomalies d’origine anthropique, ont été détectées, en lien possible avec des apports d’effluents de distillerie riches en bore ou des apports de sel marin utilisé comme fondant routier pour le salage en période hivernale.

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Les zones théoriquement déficientes en cuivre disponible pour les plantes sont très étendues. Certaines d’entre elles correspondent à une pauvreté « naturelle » des sols en cuivre (les Landes de Gascogne, les Vosges, une grande partie du Massif central, la Sologne, le sud de la Bretagne).
La richesse relative en cuivre disponible pour les plantes est forte dans les sols de la plupart des régions cultivées de manière intensive, comme dans le nord du Bassin parisien, le grand Sud-Ouest, la Beauce et l’ensemble des régions viticoles et arboricoles (Bordelais, Languedoc-Roussillon, pourtours des vallées de la Saône et du Rhône).
Dans les régions viticoles, le cuivre en excès provient de son utilisation dans les produits phytosanitaires. Les parties nord et ouest de la Bretagne contiennent aussi d’importantes quantités de cuivre car certains effluents d’élevage sont riches en cet élément (lisiers de porc, notamment).
Par contre, à l’exception des sols viticoles, les teneurs en cuivre sont nettement déficitaires dans les sols de Champagne (Aube, Haute-Saône).

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Il existe de fortes anomalies en zinc-EDTA. Elles correspondent soit à des contaminations d’origine industrielle (nord de la France, région parisienne), soit à des anomalies pédo-géochimiques naturelles (Causses, Jura, sud du Massif central). Les sols des Landes de Gascogne sont particulièrement pauvres en zinc. Dans cette région, les quelques valeurs élevées correspondent à des sols agricoles où la carence en zinc a été corrigée.

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Concernant la culture du maïs, la période la plus à risque concerne la récolte car les engins provoquent des pressions élevées au sol aggravées par les pluies automnales. Près de 40% des surfaces présentent un risque au moins une année sur deux. Les risques les plus élevés sont principalement localisés sur les sols sableux (Landes, Sologne, Vosges) très sensibles aux fortes pressions et dans le Massif central. Cependant, ces résultats sont à relativiser car à l’exception des Landes, ces régions produisent peu de maïs. En Bretagne, région productrice de maïs, des zones à risque sont présentes au sud.

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Les sols sableux sont localisés majoritairement dans les Landes, la Sologne et les Vosges où ils sont le support d’importants massifs forestiers. Ils sont également présents dans le Massif central, développés sur des arènes granitiques. Les textures équilibrées sont majoritaires en Champagne et dans la moitié sud de la France.
Les textures limoneuses sont surtout présentes dans la moitié nord de la France et les textures argileuses en Lorraine et dans le Sud-Ouest.

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En France métropolitaine, le quartz est l’élément dominant dans de nombreux sols. Inerte, il s’altère très lentement. Il caractérise par exemple les sols sableux des Landes et de Sologne. Les roches cristallines, éruptives ou celles issues de transformations métamorphiques, se caractérisent lors de leur altération par la formation de sols à texture sableuse selon les conditions locales dont
l’intensité des processus d’argilisation varie (Massif armoricain, Massif central, Vosges). La plupart des sols métropolitains contiennent des minéraux résiduels des roches dont ils dérivent, en particulier des illites et des chlorites. Les sols peu épais développés sur des roches carbonatées montrent une minéralogie dominée par les carbonates hérités de la roche. Les minéraux néoformés sont également présents, principalement des vermiculites. À tous ces types se joignent les oxydes de fer, d’aluminium et de manganèse.

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La carte extraite de la Base de Données d’Analyses de Terre (BDAT) illustre la répartition du calcaire dans les sols agricoles, fortement liée aux régions de craie (Champagne), de marnes (Argonne, Woëvre) et aux calcaires durs jurassiques (Alpes, Berry, Bourgogne, Jura, Poitou et Provence).

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Pour améliorer la prédiction de la répartition et de la croissance des espèces végétales, on utilise des données décrivant les caractéristiques du sol. Il s’agit par exemple des propriétés acido-basiques (pH) ou du degré d’évolution des matières organiques (rapport carbone sur azote ou C/N) du sol.

Inversement, le lien entre le sol et la végétation spontanée est si étroit en forêt qu’il est fréquemment utilisé pour estimer les paramètres du sol à partir de la présence ou de l’absence de certaines espèces dites indicatrices. Il est alors possible, en dehors de toute analyse physico-chimique, de déduire le pH, voire le C/N des sols des végétaux spontanément présents sur une placette forestière.

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