Un article scientifique paru dans la revue Science of the total environment propose de cartographier le teneur en cuivre de la couche arable des sols au niveau de l’ensemble des états de la communauté européenne. Ce travail a été réalisé par des chercheur de l’ISPRA (joint research center de la commission européenne) et de l’université de Bâle en Suisse.

Cette étude a utilisé 21 682 échantillons de sol provenant de la collecte LUCAS (Land Use/Land Cover Area Frame Survey, land use and cover changes in the European Union). Les échantillons sont issus de la couche arable du sol et permettent d’étudier la distribution spatiale du cuivre dans les sols de 25 États membres de l’Union européenne (UE). Une méthode d’analyse spatiale (modèles linéaires généralisés) a été utilisée pour étudier les facteurs (propriétés de la couche arable telles que la teneur en argile, le pH, etc., occupation du sol, climat, etc) qui influencent la distribution du cuivre dans les sols de l’UE.

Le travail met en évidence l’importance des cultures pratiquées pour expliquer la concentration de Cuivre dans les sols. La carte associée à ce billet et extraite de l’article, elle met en évidence les cultures pérennes traditionnelles du sud de l’Europe où le cuivre est utilisé comme fongicide. L’étude montre également l’importance de l’effet combiné des propriétés du sol telles que le pH élevé, le carbone organique du sol et l’argile qui, avec des conditions climatiques humides favorisent l’accumulation du cuivre dans les sols des vignobles et des cultures arboricoles. Ce travail est important car il met en évidence le rôle de l’activité agricole (qu’elle soit conventionnelle ou bio) sur l’accumulation dans les sols, d’un métal lourd dont la toxicité est avérée.

Références : Ballabio, C., Panagos, P., Lugato, E., Huang, J. H., Orgiazzi, A., Jones, A., … & Montanarella, L. (2018). Copper distribution in European topsoils: An assessment based on LUCAS soil survey. Science of the Total Environment, 636, 282-298.

Résumé : Copper (Cu) distribution in soil is influenced by climatic, geological and pedological factors. Apart from geological sources and industrial pollution, other anthropogenic sources, related to the agricultural activity, may increase copper levels in soils, especially in permanent crops such as olive groves and vineyards. This study uses 21,682 soil samples from the LUCAS topsoil survey to investigate copper distribution in the soils of 25 European Union (EU) Member States. Generalized Linear Models (GLM) were used to investigate the factors driving copper distribution in EU soils. Regression analysis shows the importance of topsoil properties, land cover and climate in estimating Cu concentration. Meanwhile, a copper regression model confirms our hypothesis that different agricultural management practices have a relevant influence on Cu concentration. Besides the traditional use of copper as a fungicide for treatments in several permanent crops, the combined effect of soil properties such as high pH, soil organic carbon and clay, with humid and wet climatic conditions favours copper accumulation in soils of vineyards and tree crops. Compared to the overall average Cu concentration of 16.85 mg kg−1, vineyards have the highest mean soil Cu concentration (49.26 mg kg−1) of all land use categories, followed by olive groves and orchards. Gaussian Process Regression (GPR) combined with kriging were used to map copper concentration in topsoils and to evidence the presence of outliers. GPR proved to be performant in predicting Cu concentration, especially in combination with kriging, accounting for 66% of Cu deviance. The derived maps are novel as they include information about the importance of topsoil properties in the copper mapping process, thus improving its accuracy. Both models highlight the influence of land management practices in copper concentration and the strong correlation between topsoil copper and vineyards.