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Soutenance de thèse de SongChao Chen

AGROCAMPUS OUEST, campus de Rennes, amphi Moule

Cartographie à haute résolution de propriétés du sol à l’échelle de la France métropolitaine : application au carbone organique du sol et à ses potentiels additionnels de séquestration et de stockage

Thèse dirigée par Christian Walter (UMR SAS)

Résumé

Cette thèse est une contribution à la Cartographie Numérique des Sols (CNS) sur de vastes espaces. En introduction, je discute des facteurs à l’origine du développement de la CNS et en retrace brièvement l’historique. Je réalise ensuite une revue bibliographique fondée sur 160 articles. J’y synthétise et discute les avancées et défis pour la CNS. Je me focalise ensuite sur le carbone organique des sols (COS) en raison de son importance fondamentale pour les services écosystémiques et le cycle global du CO2. Je montre comment améliorer une carte nationale du COS en agrégeant différentes cartes de COS et comment utiliser ces prédictions globales pour des pays disposant de peu de données, avec une stratégie d’échantillonnage peu coûteuse et efficace. Ensuite, je caractérise le domaine de validité de fonctions utilisées pour la prédiction de la densité apparente et je développe une approche nouvelle pour traiter l’épaisseur des sols. Je propose des stratégies efficientes pour améliorer la précision des prédictions. Je passe ensuite à la cartographie de fonctions des sols en abordant les cartographies du potentiel de séquestation et de stockage en COS. Mon travail permet d’améliorer de nombreux aspects concernant la CNS et son application au programme GlobalSoiMap. Ma conclusion discute les principaux résultats et les relie aux principaux défis de la discipline Pedometrics. Je discute les principaux apports de mon travail au regard de ces défis et je souligne les questions restant à résoudre dans le futur proche.

Mots clés : Cartographie Numérique des Sols ; GlobalSoiMap ; Fonctions des Sols.

Title: High resolution soil property maps over mainland France: application to soil organic carbon and its additional sequestration and storage potentials

Keywords: Digital Soil Mapping; GlobalSoilMap; Soil functions

Abstract: This thesis is a contribution to Digital Soil Mapping (DSM) at broad scale, with applications on the French mainland territory. In Chapter 1, I discussed the main drivers for the rise and development of DSM and gave a brief history about DSM. In Chapter 2, I made a general review about broad-scale DSM by reviewing 160 selected articles from 2003 to mid-2019. I synthetized and discussed the main achievements and challenges for the DSM community. Then I decided to focus on soil organic carbon (SOC) because of its main importance for ecosystem services and global carbon cycle. In Chapter 3, I showed how to improve a national SOC map by merging various SOC maps and provided inputs on how to take advantage of global predictions in ‘data-poor’ countries using a low cost and efficient sampling strategy. Then in Chapters 4 and 5, I focused on the validity domain of pedotransfer functions used for bulk density predictions and on developing a novel approach to deal with soil thickness prediction over France. I also proposed efficient sampling strategies to improve the accuracy of their predictions. I moved from DSM to Digital Soil Assessment (DSA), exemplified by SOC sequestration potential in Chapter 6 and SOC storage potentials in Chapter 7. They contribute to improving some aspects related to DSM and GlobalSoilMap. In Chapter 8, I finished this thesis by discussing the most important findings of my work and relating them to main challenges of Pedometrics. I outlined the inputs that my work provided to reaching these challenges and highlighted the remaining issues to be solved in the near future.