Salinisation

Un exemple desalinisationdans leColorado

Lasalinisationest l'accumulation desselshydrosolubles (potassium, magnésium, calcium, chlore, sulfate, carbonate, bicarbonate) dans les sols à des niveaux toxiques pour la plupart des plantes, animaux et champignons. Lasodificationest l'augmentation dans les sols de sels à haute teneur en sodium.

La salinisation et la sodification sont devenues une cause importante dedésertification,d'érosionet dedégradation des solset de l'agricultureet plus largement de labiodiversité.C'est aussi une« menace généralisée pour la structure et le fonctionnement écologique des zones humides continentales et côtières, et se produit actuellement à une vitesse et à une échelle géographique sans précédent ».

Ses causes sont diverses avec notamment leréchauffement climatique,la surexploitation ou la dérivation de ressources en eau douce, le défrichement, les incendies de forêt, l'irrigation, certaines effluents miniers salés, l'élévation du niveau marin, le recul du trait de côte, les ondes de tempête, l'utilisation de sels de déglaçage... Et les propectivistes annoncent une aggravation des modifications anthropiques du cycle hydrologique en raison des concentrations de population humaines, des pratiques agricoles intensives (utilisation d'intrants chimiques) et dudérèglement climatique,acteurs qui devraient aggraver la gravité de la salinisation des zones humides et la taille des zones touchées.

Le problème de salinisation dans le monde

En moyenne, la Terre perd 10hectaresde terres cultivables par minute, dont 3 hectares à cause de la salinisation.

Les régions du monde actuellement les plus affectées par la salinisation sont laTunisie,l'Égypte,l'Irak,l'Iran,lePakistanet laCalifornie.

En France

En zone méditerranéenne et outre-mer, laCorse,laGuadeloupe,laMartiniqueetLa Réunionsont les plus concernées par des avancées debiseaux salés.

EnFrance métropolitaine,les principaux risques ou problèmes existants sont liés auxséquellesindustrielles et en particulier auxséquelles minières(cf. mélange desaumuresanciennes issues de l'exploitation de sel, depotasse,d'halite;dissolution de minéraux d'origine évaporitique dans les bassins sédimentaires; lessivage deterrilsetdrainage minier acide.
Des risques d'intrusion marineet de biseaux salés existent dans certains territoires (Aquitaine, Flandre maritime); ils augmenteront avec leréchauffement climatiqueet lamontée des océanset/ou la surexploitation de nappes d'eau douce proches de la mer.

Causes

Causes naturelles

80 % des terres salinisées ont une origine naturelle,on qualifie alors la salinisation de « primaire ». Elles étaient donc déjà incultivables. Dans ce cas, la salinisation résulte de dépôts des sels issus de l'altération des roches, de l'évaporation d'anciennes mers ou lacs salés ou par d'autres apports naturels externes.

Lestsunamissont une cause de salinisation périodique de sols côtiers. À l'occasion dutsunami de 2004,auSri Lankapar exemple, le sel a empoisonné des milliers d’exploitations rizicoles, ainsi que des bananeraies et des plantations de mangues. Il se forme sur les champs une croûte à mesure que ceux-ci s’as sắc chent.

Une salinisation s’opère immanquablement au point le plus bas desbassins endoréiques.L'eau ne peut en échapper que par évaporation ou par infiltration. Les minéraux qui sont abandonnés auxprécipitationssous forme de sels contribuent par évaporation à saliniser les eaux et les sols, formant aux points les plus déprimés des plaines inondées et salées, des mares et deslacs saléstous peu propices à la vie végétales –halophilesetgypsophilesexceptés – dans des cas extrêmes desdéserts de sels(Voir aussichott,sebkha,playas,kevirs,bolsónes,garras, dayas,gueltas,salars,lagunas,solonchaks,solonetz,kévirs iranien, harhas syrien, pans en Afrique australe, sais Gobi, laagtes Kalahari).

Sous certains climats l'eau n'est pas en quantité suffisante pourlessiverlesionslibérés par l'altération des sols, si bien que ces ions s'accumulent au sein du sol et augmentent le risque de salinisation, si lesodium(Na) est abondant dans l'environnement. Dans ce cas ledrainage climatique(P-ETP), la différence entreprécipitations(P) etévapotranspiration potentielle(ETP), est négative.

Causes humaines

20 % des terres salinisées ont une origine humaine;elles sont qualifiées de « salinisations secondaires », avec par exemple:

• L'irrigation,qui est l'une des causes humaines majeures de salinisation.En effet, 20 % des terres irriguées ont des problèmes de salinités.Lorsque l'irrigation est trop abondante pour être absorbée par les racines des plantes (absence d'un système efficace de drainage), le sol est humidifié en profondeur, permettant au sel de remonter à la surface. Cela peut être évité en utilisant d'autres méthodes d'irrigation, comme l'irrigation augoutte-à-goutte.Le phénomène est lié au sel naturellement présent en subsurface ou à l'utilisation d'eau saumâtreen région sắc che.
• Le défrichement (ou défrichage) provoque aussi la salinisation. Contrairement à la végétation primitive, les cultures laissent le sol nu certaines périodes de l'année. Les pluies survenant à ces moments ne seront pas absorbées et provoqueront le même phénomène de diffusion du sel vers la surface.
• La remontée des nappes phréatiques salées ou l'irruption d'unbiseau salédans une nappe d'eau douce à la suite d'un pompage dépassant la capacité naturelle de recharge de la nappe ainsi qu'à la montée du niveau de la mer sont d'autres causes de salinisation.
• En zone froide et tempérée lesel de déneigementet de déverglassage sont aussi des sources importantes de salinisation.
• L'activité minière (exploitation de mines de sel ou de potasse) est une autre cause.

Problèmes liés et conséquences

Le sel dans l'eau ou le sol a comme principales conséquences une augmentation de lapression osmotique,qui se traduit par une toxicité pour les végétaux et les organismes du sol due à l'accumulation de certainsions,dont Na. Il s'ensuit une dégradation du sol et deservices écosystémiques(dontpuits de carbonedu sol).

Le sel dégrade aussi la qualité des eaux douces de surface (et donc des écosystèmes qui en dépendent, et des eaux potables qui en sont tirées. Il change les mécanismes physico-chimique fondamentaux du systèmesol-eau,en augmentant les concentrations ioniques et en modifiant les grands équilibres physico-chimiques, ainsi que la solubilité des minéraux. Des solutés comme les sulfates augmentent en affectant lescycles biogéochimiquesdes principaux autres éléments (carbone, azote, phosphore, soufre, fer et silice). Labiogéochimiedeszones humidesvoit l'azote inorganique diminuer ainsi que le stockage de carbone alors que la production desulfurestoxiques augmente et que le cycle des éléments nutritifs se dégrade, au détriment de la plupart des espèces des zones humides et des services etfonctions écosystémiquesqu'elles remplissaient. Le sel diminue la productivité des zones humides et la composition des assemblages d'espèces, ce qui perturbe les interactions interspécifiques antérieures, avec de complexes rétroactions (non linéaires en général, locales etécopaysagères).

Le sel rend aussi l'eau pluscorrosive,ce qui favorise la dissolution de plomb et d'autres métaux toxiques ou indésirables des tuyaux, robinetteries et soudures contenant du plomb, et augment le risque desaturnisme,comme cela a été bien montré dans la ville deFlint.Pour l'Homme, l'excès de sel est notamment source d'hypertension.

Leréchauffement climatiqueet l'augmentation de la population mondiale vont aggraver les problèmes de salinisation. D'une part, l'irrigation devrait devenir de plus en plus indispensable, surtout en région aride, pour combler les déficits en eau et pour utiliser un maximum de terres arables et subvenir aux besoins d'une population croissante. D'autre part, les phénomènes d'évaporation inhérents à l'augmentation de la température vont accentuer le phénomène de concentration des sels dans les sols.

Le stress salin chez les plantes

Certaines plantes ont acquis des mécanismes d'adaptation et de résistance - dans une certaine mesure- au sel,mais la salinité est l'un desfacteurs les plus limitantsde la productivité des cultures, hormis dans quelques cas (culture de lasalicornepar exemple).
Le coût des pertes liées à celle-ci est estimé être d'environ 12 milliards de dollars US pour une année, prix qui devrait sans doute augmenter dans les années à venir,puisque la salinisation gagne régulièrement du terrain.

Les effets chez les plantes du stress salin

Les effets généraux sont:

• Les effets osmotiques
  • Changement de laturgescence
  • Biosynthèse d'osmolytes
• Les effets relatifs aux ions
  • Toxicité (qui peut aussi varier selon le type de sel)
  • nutrition en minéraux perturbées (inhibition de l'arrivée de minéraux, perte de la sélectivité K/Na...)
• Lestress oxydatif
• Les effets sur les organismessymbiotesou utiles etcommensauxde la plante (ex:bactéries fixatrices de l'azote,champignons Mycorhizateurs,Pollinisateurs,décomposeursdu sol...)

Beaucoup de plantes et demicro-organismesdisposent de mécanismes de défense contre le sel, mais ils ne sont généralement que de court-terme ou non adaptés aux sols saturés en sel. Actuellement, la création parsélectionougénie génétique(OGM) de variétés résistantes aux sols salins et/ou aux eaux d'irrigations saumâtres est un sujet de recherche et de spéculation financière (brevetage du vivant...).
Lesgénéticienscherchent à insérer dans des plantes cultivées (ou arbres de sylviculture) des éléments de génomes d'autres plantes ou d'autres organismes (poisson, microorganismes résistants au sel).

Mais l'un des problèmes agronomiques est qu'en zone salinisée (ou à risque de salinisation), des cultures intensives d'arbres ou plantes résistantes au sel peuvent - en augmentant l'évapotranspiration- encore concentrer le sel dans les couches supérieures du sol et aggraver les effets de la salinisation pour les autres organismes. Lamaîtrise de la salinitédes sols est donc un objectif essentiel.

Différentes sensibilités

Deux grands types de plantes sont à prendre en considération:

• lesglycophytes(la majorité des espèces cultivées en font partie), qui sont généralement sensibles, voire très sensible aux excès de sel. Certaines de ces espèces disposent cependant de moyens d'y résister temporairement.
• leshalophytes(environ 2 % les espèces terrestres), qui sont les espèces les plus tolérantes aux sels.
  Elles poussent naturellement sur les terres exposées au sel (semi-déserts salins,marais à mangroves,bord de mer...). Chez ces espèces on distingue:
  • l'halotolérancevéritable: adaptation au stress osmotique en utilisant les solutés compatibles (proline, Polyols, composés d'ammonium quaternaire (Quats)...) et des protéines spéciales
  • l'évitement du sel par la plante, qui se fait - sans vraie tolérance - en adoptant un cycle de vie très court rapidement réalisé en périodes pluvieuses, et/ou via des mécanismes d'excrétion du sel, etc. Ces plantes ne sont pas utilisées en tant queculturemais peuvent être utiles pour éviter ou limiter l'érosionou ladégradation des sols.

Voir aussi

Articles connexes

• Maîtrise de la salinité
• Sel
• Nappe phréatique
• Gestion de l'eau
• Biseau salé

Bibliographie

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