Rapport sur la science et la technologie, n° 27 : Cycles biogéochimiques et écosystèmes continentaux

Composition du Comité RST......Page 6
Avant-propos......Page 10
Composition du groupe de travail......Page 16
Table des matières......Page 24
Résume......Page 32
Summary......Page 36
1 Indications préliminaires......Page 40
2 Approche par éléments (Ière partie)......Page 41
3 Approche par milieux (2“ partie)......Page 42
4 Secteurs et disciplines à renforcer (3“ partie)......Page 45
5 Aspects méthodologiques, observations et modélisations (4“ partie)......Page 46
conclusions générales et recommandations......Page 48
2 Conséquences en vue d’assurer une avancée dans les connaissances en biogéochimie continentale......Page 49
3 Recommandations générales......Page 51
1 Obiectif du rapport......Page 56
2 Géochimie et biogéochimie......Page 57
3 Cycles biogéochimiques et anthropisation......Page 62
4 Cadre du rapport......Page 67
Première partie Approche par élément......Page 76
chapitre 1 Cycle du carbone......Page 80
1 Réservoirs, flux et processus - Présentation généra le......Page 83
2 Echelles de temps concernées......Page 87
3 Rôle de l’évolution biologique......Page 91
4 Histoire géologique du CO2......Page 92
Chapitre 2 Cycle des principaux nutriments '(azote, phosphore et soufre] à l'échelle 8 planétaire......Page 104
1 Processus généraux communs aux divers cycles b iog éoc h i mi q ues des nu tri men ts......Page 106
2 Intérêt actuel de la connaissance des cycles globaux parti cu I i ers......Page 117
Chapitre 3 Cycles du silicium, de l'aluminium et du fer......Page 130
1 Lesilicium......Page 133
2 L'aluminium......Page 139
3 Le fer......Page 144
4 Impact de l’activité biologique sur les interactions silicium, aluminium, fer en milieu continental......Page 148
Chapitre 4 Radionucléides naturels et artificiels......Page 156
Introduction......Page 158
1 Cinétiques d'iniections dans l'environnement......Page 161
3 Commentaires......Page 163
Annexe A : La spéciation dans les cycles biogéochimiques des radionucléides......Page 168
Annexe B : Le comportement des radionucléides dans les cycles biogéochimiques......Page 172
Deuxième partie Approche par milieu......Page 182
Chapitre 5 Écosystèmes peu anthropisés......Page 186
1 Cycles biogéochimiques dans les écosystèmes forestiers......Page 190
2 Les axes de recherche en vue d’améliorer la connaissance et la prévision......Page 198
5.2 Écosystèmes océaniques......Page 214
1 Disciplines concernées et leur évolution......Page 216
2 Cas du domaine profond......Page 221
3 Les apports continentaux et l'interface côte-large......Page 222
4 Changement climatique et flux biogéochimiques......Page 227
5 Rôle de l'évolution des outils d'observation ou de modélisation......Page 229
Chapitre 6 Milieux a pression anthropique accentuée......Page 232
6.1 Agrosystèmes particuliers en relation avec l'épandage de matières organiques exogènes......Page 238
1 Matières organiques exogènes (MOE) et effluents d'élevage......Page 240
2 Influence des MOE sur les cycles biogéochimiques......Page 245
3 Perspectives et recommandations......Page 267
6.2 Biogéochimie et réhabilitation des sites miniers et industriels......Page 278
1 L‘exploitation minière d‘uranium en France et ses impacts......Page 281
2 Dégradation des sols et des écosystèmes en milieu tro ical humide : les sites nickélifères de la Nouvelle-Calédonie......Page 293
6.3 Comportement des contaminants chimiques I dans les estuaires......Page 300
1 Processus géochimiques généraux......Page 302
2 La matière organique naturelle et ses interactions avec les contaminants......Page 303
3 Les éléments en traces métalliques et métalloides......Page 304
4 Les xénobiotiques organiques et hydrocarbures aromatiques......Page 306
6 Production primaire réseaux trophiques et contamination chimique......Page 308
7 Modélisation biogéochimique estuarienne, un enjeu national : cas des éléments en traces......Page 309
Troisième partie Secteurs de recherche à développer......Page 316
Chapitre 7 Les micro-organismes, clé des recyclages biogéoc himiques......Page 320
1 Production et acquisition de nutriments......Page 326
2 Rôle maieur des micro-organismes dans les étapes fondamentales du cycle de divers éléments......Page 327
3 Rôle des micro-organismes dans l'immobilisation et la solubilisation des métaux et non-métaux; up lication aux radionucléid......Page 333
4 Les couplages de cycles......Page 336
5 Rôle de la rhizosphère......Page 339
7 Applications aux biotechnologies de l'environnement et aux traitements de matériaux, minerais et déchets......Page 340
8 Des outils prometteurs pour le développement de l‘écologie microbienne des milieux naturels......Page 341
Note sur la biosphère souterraine profonde......Page 345
Chapitre 8 Nature, rôle et fonctions des matières organiques dans les sols......Page 352
1 Les matières organiques du sol et leurs grandes fonctions......Page 354
2 Nature des matières organiques......Page 355
3 Réactivité chimique et physicochimique......Page 357
4 Biodégradation et stabilisation des matières organiques......Page 359
5 interactions organominérales et structure des sols......Page 363
6 interactions matières organiques - micro-organismes - minéraux dans les sols : quelques exemples et questions......Page 364
Quatrième partie Nécessité de recourir à des modélisations et à des observations......Page 374
Chapitre 9 Développements de la modélisation - Nécessité de mise en place d’indicateurs......Page 380
1 Grandeurs caractéristiques, échelles d’observation, maillage et approximation......Page 389
2 Changements d'échelles couplages et données......Page 394
Chapitre 10 Mise en place et gestion de réseaux d'observation de longue durée......Page 416
10.1 Observatoires océaniques et réseaux forestiers......Page 420
10.2 Observa toire permanent de la radioact’ivité......Page 428
1 Étude de l‘atmosphère......Page 430
2 Étude du milieu terrestre......Page 433
4 Étude du milieu marin......Page 435
appendice 1 Quelques notions de base en biogéochimie......Page 442
appendice 2 Liste des éléments chimiques......Page 446
appendice 3 Tableau périodique des éléments chimiques......Page 450
appendice 4 Tableau des unités de mesures......Page 454
Groupe de lecture critique......Page 458