Quels sont ces habitants des sous-sols forestiers qui composent la terre ?

La terre est formée au terme d'un long processus de décomposition de la litière par d'innombrables animalcules, bactéries et levures dont c'est la mission.

Vianney Renard

Directeur Forêt
Quels sont ces habitants des sous-sols forestiers qui composent la terre ?

La terre, nous croyons la connaître parce que nous lui marchons dessus chaque jour ou parce que nous y plantons des arbres, des plantes. Mais savons-nous de quoi elle se compose et quels sont ces nombreux habitants des sous-sols qui la forment en forêt ?

Qu’est-ce qu’un sol forestier ?

Ce que l’on définit par le sol est la couche supérieure vivante de la croûte terrestre, dont l’épaisseur est comprise entre la surface du sol et la rochemère. La science qui en étudie la formation s’appelle la pédogenèse. Celle-ci permet de comprendre comment les sols forestiers naissent. Dans leur genèse, l’action des organismes décomposeurs est essentielle. 

Par quelles actions se forme le sol forestier ?

La formation des sols et sous-sols forestiers résulte de plusieurs phénomènes physico-chimiques et biologiques qui se résument en trois phases : 

  • L'altération de la roche-mère due à l’action de l’eau de percolation et des éléments dissous qu’elle entraîne (dissolution des roches calcaires, par exemple) ; à l’éclatement de la roche, suite à l’alternance de périodes de gel et de dégel en hiver ; à l’oxydation de certains composés, comme le fer ; et à l’action mécanique et chimique des racines. 
  • L’enrichissement en matière organique suite à l’apport saisonnier de déchets organiques (la litière) et à l’activité de la faune et de la flore du sol (champignons et bactéries) qui décomposent la litière et le bois mort. 
  • Le transfert de matériaux vers le bas ou vers le haut (par l’évaporation et les mouvements de la nappe phréatique), formant des horizons bien différenciés. 

La formation des sols requiert donc l’action combinée des arbres (par le travail de leurs racines et les matières mortes qu’ils déposent, formant litière), du climat local et des organismes décomposeurs, ce que le célèbre pédologue Philippe Duchaufour résumait par cette sentence : “La forêt fabrique son sol !” 

Quels sont ces petits êtres qui permettent la fragmentation de la litière ?

Les transformations opérées par les micro-organismes et la faune agissant dans la litière sont très importantes pour le maintien de la fertilité des sols, la litière étant l'ensemble des feuilles mortes et débris végétaux en décomposition. On évalue entre 300 et 400 g/m2 la quantité de litière fraîche déposée chaque année dans une forêt de feuillus.
Pour fragmenter et décomposer tout cela afin d’obtenir un humus qui nourrira les arbres et les plantes en retour (et les organismes vivants décomposeurs au passage), une très grande quantité d’animalcules, de bactéries, de levures et de champignons travaille sans cesse. Sans leur activité fourmillante, la terre ne serait pas vivante.
Or, voici comment cela se passe. Une série d’animaux décomposeurs ou détritivores (les saprophages) ingère les déchets organiques. Diversifiés et nombreux, ce sont essentiellement des gastéropodes (limaces, escargots), des enchytréides (vers annelés de couleur blanc grisâtre), des larves d’insectes, des cloportes et des collemboles. 
A côté de ce travail des animalcules de la pédofaune (la faune du sol), les saprophytes travaillent également d’arrache-pied pour décomposer les molécules complexes comme la cellulose et la lignine. Ce sont essentiellement des moisissures, des bactéries et des levures dont l’équipement enzymatique varié et efficace leur permet cette œuvre. 
La faune saprophage ne digère toutefois pas la totalité de la matière organique qu’elle ingère. Ses crottes contiennent encore des fragments de végétaux et diverses sécrétions. Ces déchets partiellement digérés et les enzymes digestives qui les imprègnent, lors de leurs passages dans le tube digestif, constituent un “milieu” favorable au développement de protozoaires et d’une microflore composée de bactéries, de levures et de moisissures. 

Comment s’organise le brassage des décomposés organiques et de la matière minérale ?

Suite à la fragmentation de la matière organique morte se met en place l’action chimique des bactéries et des saprophytes, responsables de la décomposition de plus de 80% des déchets. Étape par étape, des réactions biochimiques assez complexes aboutissent à la dégradation des sucres, de l’amidon, de la cellulose et de la lignine. De cela résultent des molécules organiques intermédiaires dont les phénols et des éléments simples tels que le dioxyde de carbone (CO2) ou l’eau (H2O). 
Par le travail des animaux fouisseurs (taupes, campagnols, fourmis, larves…) et l’action des vers de terre, les composés organiques plus simples sont incorporés à la matière minérale
Les lombrics, par exemple, ingurgitent de la terre et de la matière organique en creusant leurs galeries. Leurs excréments, que l’on appelle tortillons, sont un mélange de terre et de matière organique. 

Comment se déroule la formation de l’humus ?

Ce que l’on appelle humus est un constituant organo-minéral original, qui se forme dans les horizons supérieurs du sol. C’est le processus chimique le plus étonnant que l’on observe dans le sol. Au cours de la dégradation des déchets organiques sont produits des acides humiques de couleur brune. On appelle ce phénomène l’humification. 
Il consiste en un stockage d’azote sous forme de composés organiques très réactifs qui peuvent se combiner à des éléments minéraux (argile, oligoéléments…) qui confèrent au sol des propriétés importantes : la perméabilité, la fertilité, la facilitation des échanges chimiques. 
Il s’agit d’une étape importante du recyclage de la litière, qui se déroule plus ou moins rapidement selon les conditions climatiques de la saison, la composition de la litière et le degré d’aération du milieu. 
Les feuilles de l’aulne, du frêne, du charme, du noisetier ou du peuplier se dégradent vite, mais les aiguilles des résineux ont une dégradation plus lente. Les feuilles des chênes et des hêtres sont également lentes à dégrader à cause des tanins qu’elles contiennent en forte quantité. 
Dans nos régions à climat tempéré d’Europe, cette décomposition accouche de trois grands types d’humus : le mull ou humus doux ; le mor ou humus brut et le moder, une forme d’humus intermédiaire. 

Dernière étape : minéralisation de la matière organique

La fragmentation des déchets en composés organiques plus simples facilite le travail des organismes minéralisateurs ou réducteurs tels les saprophytes et les bactéries. A leur tour, ils réduisent la matière organique morte en substances inorganiques élémentaires. 
Dans le cas des composés carbonés (cellulose), des réactions de respiration et de fermentation libèrent le carbone sous forme de CO2.
Les composés azotés (protéines, lignine…) sont décomposés via des réactions chimiques plus complexes (ammonisation, nitrification). Au bout du compte, les nitrates sont des sels minéraux qu’absorbent les plantes via la sève brute. 
C’est ainsi que, dans une forêt, les éléments minéraux du sol qu’absorbent les plantes à la bonne saison y sont réintroduits après une série de transformations. 
En moyenne, 60% de la matière organique morte est ainsi minéralisée en une année. Mais l’ensemble du recyclage de la litière prend environ cinq années. 
Quant aux matières ligneuses (arbres morts sur pied et branches gisant au sol), il faut parfois plusieurs décennies pour que leur décomposition soit complète !
Et la formation d’un seul centimètre de sol peut demander un siècle de travail à tous ces minuscules organismes. Voici pourquoi il est si important de prendre soin de notre terre.