Valorisation de la Carte Numérique des Sols de Wallonie et d’une base de données disponible en analyse de sols, dans le cadre de l’évaluation du risque de pollution des eaux souterraines par les pesticides | Making use of the Digital Soil Map of Wallonia and of an available soil analysis database for assessing the risk of pesticide leaching to groundwater

English. peer reviewed

French. Cette étude présente l’utilisation de la Carte Numérique des Sols de Wallonie (CNSW), de la base de données d’analyse de sols Aardewerk et du modèle MetaPEARL pour évaluer la sensibilité des sols agricoles au transfert des pesticides vers les eaux souterraines en Wallonie (Belgique méridionale). MetaPEARL est basé sur une expression analytique qui décrit la concentration de pesticides lixiviés au bas du profil pédologique en fonction de données disponibles sur les caractéristiques des sols, le climat et les propriétés des pesticides. Les résultats obtenus montrent une sensibilité importante des sols au transfert des pesticides avec un coefficient de rétention sur la matière organique (Kom) très faible (de l’ordre de 10 dm3.kg-1) ou avec un temps de demi-vie (DT50) relativement élevé (60 jours). Dans ces cas, le pesticide est plus rapidement lixivié car très peu retenu par la matière organique du sol ou se dégrade moins vite et reste donc disponible dans le sol pour être éventuellement lixivié lors de précipitations. La sensibilité au transfert des pesticides observée est par ailleurs fortement corrélée à la texture du sol et à sa teneur en matière organique. On constate également que les concentrations de pesticides lixiviés sont fortement dépendantes du surplus de précipitations (flux d’eau dans le sol ou bilan hydrique). Une analyse de sensibilité du modèle a permis de montrer qu’il est très sensible à l’épaisseur du sol, à la teneur en matière organique, à la densité apparente de la fraction minérale par classe texturale et à la densité apparente de la matière organique. Il s’agit donc des variables pédologiques à estimer avec la plus grande précision sous peine d’affecter une incertitude supplémentaire aux prédictions obtenues. Sur base des variables pédologiques les plus sensibles, l’analyse de l’incertitude « spatiale » liée aux résultats fournis par MetaPEARL, du fait de la considération d’une valeur unique représentative par type de sol et par région (application déterministe), montre que cette approche a tendance à sous-estimer la concentration en pesticide lixivié dans le sol, comparée à une approche stochastique (probabiliste) qui permet la prise en compte de la variabilité des caractéristiques des sols au sein d’un même type de sol. L’approche stochastique permet par ailleurs de calculer un seuil de probabilité (percentile) de risque plus pertinent, qui peut être comparé à une norme imposée dans un contexte de gestion durable des ressources naturelles.

English. This study shows how the Digital Soil Map of Wallonia and the associated soil database Aardewerk can be combined with the MetaPEARL model to assess the sensitivity of agricultural soils to pesticide transfer into underground water tables in Wallonia (Southern Belgium). MetaPEARL is based on an analytical expression which describes the concentration of leached pesticides at the soil profile bottom depending on available data on soil characteristics, climate and pesticide properties. The results show an important soil sensitivity to pesticide transfer with a coefficient of retention on organic matter (Kom) very weak (about 10 dm3.kg-1) or with a relatively high half-life time (DT50 about 60 days). In this case, the pesticide is weakly retained by soil organic matter or slowly degraded and then stays available in the soil and can be quickly leached during rainfalls. In other respects, the pesticide sensitivity to leaching is strongly correlated with soil texture and its organic matter content. It is also observed that the concentration of leached pesticide is strongly depending of the rainfall surplus (water flux into the soil or hydrous balance). A sensitivity analysis has shown that the model is very sensitive to soil thickness, to organic matter content, to the bulk density of the mineral fraction by textural classes and of the organic matter. Therefore, these pedological variables have to be assessed with the highest precision to avoid adding further uncertainty to the predictions obtained. On the basis of the most sensitive soil variables, the analysis of “spatial” uncertainty related to the results delivered by MetaPEARL, due to the consideration of an unique representative value by soil type and by region (deterministic approach), shows that this approach tends to under-estimate the concentration of pesticide leached in the soil. And that compared to the use of a stochastic simulation (probabilistic approach) which takes into account the soil characteristic variability within a given soil type. This stochastic approach allows also the calculation of a more relevant threshold of risk probability (percentile) which can be compared to an imposed standard in view to enhance a sustainable management of natural resources.