Un référentiel de la bioporosité pour diagnostiquer la qualité structurale des sols tropicaux et ses conséquences sur l'eau et le carbone // a bioporosity reference framework to diagnose the structural quality of tropical soils and its implications for wa

Topic description

Les biopores, créés par les racines et la macrofaune, constituent une composante majeure de la macroporosité des sols et influencent à la fois la dynamique de l'eau et celle de la matière organique. Ils conditionnent ainsi des fonctions clés, en particulier l'infiltration de l'eau et le stockage du carbone organique, avec des enjeux directs pour l'atténuation et l'adaptation au changement climatique.
Pourtant, les mesures de bioporosité restent rares et l'on manque de valeurs de référence pour situer un sol, c'est-à-dire déterminer s'il présente beaucoup ou peu de biopores et si la diversité de leurs formes est élevée ou faible. Faute d'un référentiel commun, il est donc difficile de comparer des sites entre eux.
L'objectif général de cette thèse est d'élaborer un référentiel de la bioporosité, défini comme une typologie de profils structuraux construite à partir de métriques 3D décrivant le volume et la forme des biopores. L'hypothèse centrale est que l'organisation 3D des biopores explique une part importante des variations de l'infiltration à saturation et des profils / stocks de carbone organique.
La thèse s'appuiera sur un réseau de parcelles au nord du Vietnam couvrant des gradients d'usages et de pratiques. La bioporosité sera mesurée par tomographie aux rayons X, puis analysée par approches multivariées et méthodes de classification pour construire la typologie. L'influence des pratiques de gestion et de l'activité biologique, notamment la macrofaune, sur la bioporosité et l'appartenance aux classes sera quantifiée. La pertinence fonctionnelle du référentiel sera évaluée en reliant les profils structuraux à l'infiltration à saturation et au profil vertical ainsi qu'au stock de carbone organique.
Les résultats attendus sont un référentiel opérationnel et partagé, une procédure d'attribution réutilisable, et des indicateurs mobilisables reliant profils structuraux, infiltration à saturation et stock de carbone pour orienter la gestion des sols.
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Biopores created by roots and soil macrofauna are a major component of soil macroporosity and influence water flow as well as the turnover and distribution of soil organic matter. In doing so, they can enhance water infiltration and contribute to soil organic carbon storage, with implications for climate change mitigation and adaptation.
Yet bioporosity is still rarely quantified, and benchmarks are lacking to determine whether a given soil has low or high biopore abundance and whether its biopore network is simple or highly complex. As a result, cross-site comparisons remain difficult.
The overarching objective of this PhD is to develop a bioporosity reference framework, defined as a typology of structural profiles built from 3D metrics describing biopore volume and shape. The central hypothesis is that biopore 3D organization is a major determinant of saturated infiltration and of the vertical distribution and stock of soil organic carbon.
The PhD will rely on a network of plots in northern Vietnam spanning gradients of land use and management practices. Bioporosity will be quantified using X-ray computed tomography and analysed using multivariate and classification approaches to build the typology. The influence of management practices and biological activity, particularly soil macrofauna, on bioporosity and class membership will be quantified. The functional relevance of the framework will be assessed by relating structural profiles to saturated infiltration and to soil organic carbon depth profiles and stocks.
Expected outcomes include an operational, shareable reference framework, a reusable assignment procedure, and actionable indicators linking structural profiles, saturated infiltration, and soil organic carbon stocks to guide soil management.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Funding further details

Concours pour un contrat doctoral - SU