Identification de la source végétale de la matière organique des sols par SPIR

Depuis quelques années la spectrométrie proche infrarouge (SPIR) s'est largement développée en science du sol. Elle s'avère être un outil rapide et performant pour prédire des quantités d'éléments organiques (C, N...) ou des propriétés chimiques et physiques du sol. L'objectif de nos travaux est de vérifier si la SPIR est capable de discriminer la matière organique des sols (MOS) en fonction de son origine végétale (forêt, prairie, cultures...). Ces travaux s'inscrivent dans un projet plus vaste qui consiste à développer des outils performants pour reconstituer l'histoire de la végétation et des paysages à l'holocène en s'appuyant sur les archives pédologiques. La phase de test présentée ici consiste à mesurer le spectre PIR d'échantillons de sols de surface dont le couvert végétal récent est stable et bien documenté depuis au minimum 150 ans. Les sols échantillonnés présentent des propriétés physiques et chimiques, des types de substrats et des situations géographiques bien différenciés répartis dans le massif vosgien. Les couverts végétaux associés sont des hêtraies, des hêtraies sapinières, des pâturages d'altitude et des prairies de fauches. Une ACP permet de montrer que des différences spectrales existent entre les couverts forestiers et les milieux ouverts. Des différences spectrales apparaissent également entre les différents types de forêts et les différents types de prairies. Cependant en l'état actuel notre échantillonnage est encore trop faible pour garantir que les nuances entre les types de forêts ou entre les types de prairies ne sont pas liées à d'autres variables physiques ou chimiques des sols. Pour vérifier qu'il est possible de prédire l'origine forestière ou prairial d'un échantillon l'algorithme PLS habituellement utilisé pour des applications qualitatives est testé en attribuant la valeur 0 aux sols sous prairies et la valeur 1 aux sols sous forêts. Différentes configurations faisant varier la taille et la méthode de sélection du lot servant à la construction du modèle sont testées en tenant compte des aspects qualitatifs des données de départ. Les taux de prédiction élevés confirment les capacités de la SPIR à discriminer les MOS en fonction de leur origine végétale. Les différents tests sur la construction du modèle montrent que les taux de prédiction peuvent encore être améliorés en augmentant le nombre de situations de références