Hélène HOREN
 

 Docteur en Géologie, Maître de conférences (section 35)

 Spécialité : Pédologie

 Axe 2 (80%) – Axe transversal (20%)  

helene.horen@u-picardie.fr

03 22 82 70 76
    

Thèmes de recherche, mots clés

Ma recherche porte sur l’impact des activités anthropiques, agricoles ou sylvicoles, actuelles et anciennes sur les sols. Dans un premier volet, je m’intéresse à la mémoire des sols dans une optique d’écologie historique en milieux forestiers. Un des objectifs de mes travaux d’écologie historique est de préciser la résilience des sols aux usages anciens. J’explore différentes dimensions de la « mémoire » des sols au travers de différents projets : propriétés physico-chimiques, propriétés physiques, propriétés biologiques. Les échelles temporelles considérées peuvent être pluri décennales à pluriséculaires. Depuis 2020, je développe un second volet relatif à l’impact de l’introduction de plantes exotiques sur les sols.

mots-clés : Sols forestiers, fonctionnalité des sols, écologie historique

Projets récents ou en cours

• Depuis 2020 : Impact des plantes exotiques envahissantes sur la fonctionnalité des sols

  Dans un projet portant sur l’impact de l’invasion par le Rhododendron pontique sur la fonctionnalité des écosystèmes, je m’intéresse à l’impact de cette espèce sur la fonctionnalité des sols. Nous mettons en évidence une modification des conditions édaphiques générée par le rhododendron et des effets contrastés sur les fonctions de transformation du carbone (dégradation de la matière organique, perte par respiration). Dans un projet de thèse à débuter en octobre 2022, nous proposons de poursuivre ce travail en nous intéressant aux modifications des fonctions du sol induites par deux espèces ligneuses forestières selon deux stratégies distinctes – litière labile versus récalcitrante -, les mécanismes impliqués et leurs conséquences sur les performances de ces espèces et espèces co-occurentes. Les espèces cibles sont Prunus serotina, de litière labile, riche en azote, facilement dégradable dans le sol, et Rhododendron ponticum, de litière récalcitrante, riche en polyphénols, difficile à dégrader. 

  Les fonctions de transformation du carbone ainsi que le recyclage des nutriments dans le sol seront tout particulièrement examinés.

• Depuis 2018 : Apport de l’imagerie LiDAR à l’étude de la compaction par les engins forestiers

  La compaction par les engins lourds, agricoles ou sylvicoles, est une cause importante de dégradation des sols et de dépérissement des peuplements. Dans la Thèse d’Hamza Mohieddinne (2019), nous avons cherché à évaluer l’impact des passages d’engins en quantifiant la surface circulée à l’échelle d’un massif (Forêt de Compiègne) à l’aide de données LiDAR. Un indicateur de densité d’orniérage a été généré à partir de données LiDAR traitées par LRM (Local Relief Model), il met en évidence une surface circulée moyenne de 40% au sein du massif et souligne également la difficulté de mise en œuvre opérationnelle des cloisonnements forestiers. Si cet indicateur a pu être mis en relation avec la présence d’une flore plus hygrophile, une meilleure prédiction de l’impact de la circulation des engins sur la strate herbacée pourrait être obtenue en considérant la sévérité des ornières. Ainsi, l’objectif d’un projet débuté en 2022 est de construire un indicateur de sévérité à partir des données LiDAR.

• 2016-2019 : Résilience du sol après un tassement :

  La capacité du sol à retrouver son état initial après une compaction par les engins forestiers est le plus souvent documentée sur des échelles de temps très courtes (2 à 3 ans). La thèse d’Hamza Mohieddinne proposait d’utiliser une méthode de substitution temps-espace pour évaluer la résilience des sols à une échelle pluri décennale. Deux chronoséquences ont été établies, pour des luvisols et podzosols respectivement. Nous montrons, par des mesures de respiration du sol et l’étude des populations de microarthropodes, que la qualité biologique des horizons supérieurs est restaurée en moins de 10 ans. Cette restauration s’accompagne d’une restitution de la qualité physique du sol mesurable par la résistance à la pénétration. Cependant, nous montrons également qu’en profondeur cette résistance à la pénétration reste notablement plus importante que dans les sols témoins jusque 45 ans après la compaction. Les modèles issus de ce travail évaluent à 70 ans le temps nécessaire pour une décompaction complète des 30 premiers cm du sol sur sol limoneux.

• Depuis 2015 : Changement d’usage des sols 

  Dans le projet PEDYLUV nous avons analysé l’impact des usages anciens du sol (conversions forêt <-> champ) sur les propriétés des luvisols sur loess dans des bois d’ancienneté contrastée. Une approche diachronique appuyée sur une étude géo-historique nous a permis d’établir une chronoséquence de changement d’usages des luvisols à échelle pluriséculaire. Nous montrons alors que les horizons profonds des sols forestiers gardent la mémoire d’anciens amendements calcaires pendant plusieurs siècles. Ces travaux nous ont conduit à proposer une méthode de datation des changements d’usage basée sur la mesure du pH. L’ancienneté de la forêt influe également sur la dynamique de dégradation de la matière organique en surface ce qui se traduit par un stockage de carbone plus important dans les sols des forêts anciennes.

• 2012-2016 : Le sol comme mémoire des paysages forestiers anciens :

  Dans la thèse de Thomas Feiss (2016), nous avons cherché à reconstituer les dynamiques forestières locales depuis l’époque gallo-romaine en nous appuyant sur les charbons de bois contenus dans les sols. Il a d’abord fallu préciser la représentativité des images pédoanthracologiques en fonction de la stratégie d’échantillonnage sur le terrain. Nous montrons qu’un protocole d’échantillonnage à la fois vertical (fosse pédologique) et spatial (maillage dans les horizons A/E ou A/B sur 1000 m²) permet d’obtenir une meilleure image pédoanthracologique et que la représentativité ne peut être atteinte que pour une pression d’échantillonnage plus grande que ce qui est classiquement réalisé.

  Au delà de ces aspects méthodologiques, nos résultats soutiennent les hypothèses et scénarios émis à partir de sources historiques ou archéologiques évoquant des paysages forestiers très ouverts notamment à cause d’une pression animale forte (gibier et pâturage) jusqu’à ce que les droits d’usages des populations et institutions soient fortement restreints au 17^e siècle. Outre les archives végétales, les traits morphologiques des sols, notamment dans les podzosols, attestent de ce pâturage intense.

Enseignements dispensés

• Pédologie (Licence professionnelle et Master en Agroécologie / Ecologie)
• Hydrogéologie, gestion de l’eau (Licence professionnelle et Master en Agroécologie / Ecologie)

Directions ou co-directions de thèse

• En cours de recrutement pour octobre 2022 : Impacts des espèces invasives sur la fertilité et la séquestration de carbone des sols forestiers : est-ce une menace pour la production forestière et le patrimoine forestier régional ? (direction A. Guiller)
• Hamza Mohieddinne : Impact du tassement actuel et ancien sur les pédosystèmes et la végétation actuelle ; soutenue le 20 juin 2019. (direction J. Buridant)
• Thomas Feiss : Histoire et dynamique des forêts anciennes du nord de la France par l’étude des archives du sol ; soutenue le 3 octobre 2016 (direction G. Decocq)

Fonctions administratives actuelles

• Co-responsable de la licence professionnelle Agronomie, Agro-écologie et Développement durable (formation en alternance).
• Correspondante formation et déléguée au bilan de l’unité EDYSAN
• Membre nommée au Conseil Scientifique Régional du Patrimoine Naturel (CSRPN)

Publications récentes

Lenoir, J.; Gril, E.; Durrieu, S.; Horen, H.; Laslier, M.; Lembrechts, J. J.; Zellweger, F.; Alleaume, S.; Brasseur, B.; Buridant, J.; Dayal, K.; De Frenne, P.; Gallet‐Moron, E.; Marrec, R.; Meeussen, C.; Rocchini, D.; Van Meerbeek, K.; Decocq, G. Unveil the Unseen: Using LiDAR to Capture Time‐lag Dynamics in the Herbaceous Layer of European Temperate Forests. Journal of Ecology 2022, 110 (2), 282–300. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13837.

Mohieddinne, H., Brasseur B., Spicher F., Gallet-Moron E., Buridant J.,  Kobaissi A., and Horen H. 2019. “Physical Recovery of Forest Soil after Compaction by Heavy Machines, Revealed by Penetration Resistance over Multiple Decades.” Forest Ecology and Management 449 (10): 117472. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2019.117472.

Brasseur, B.; Spicher, F.; Lenoir, J.; Gallet-Moron, E.; Buridant, J.; Horen, H. What Deep-Soil Profiles Can Teach Us on Deep-Time PH Dynamics after Land Use Change? Land Degradation & Development 2018, 29 (9), 2951–2961. https://doi.org/10.1002/ldr.3065.

Feiss T, Horen H, Brasseur B, Buridant J, Gallet-Moron E, Decocq G ^. How can pedoanthracology supports the historical and archaeological data on historical ecology of lowland forests? Quaternary International. 2017, vol. 457, pp.99-112. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2016.10.029

Feiss T., Horen H, Brasseur B., Lenoir J., Buridant J. Decocq G. Optimal sampling design and minimal effort for soil charcoal analyses considering the soil type and forest history. Vegetation history and Archaeobotany. 2017,vol 6,6, pp. 627-637. https://doi.org/10.1007/s00334-017-0624-0

Horen H., Feiss T., Gallet-Moron E., Buridant J., Brasseur B., Decocq G. Explorer la mémoire des sols pour reconstruire les pratiques forestières anciennes. Revue Forestière Française 2017, LXIX-4-5, 509-518.  https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03447448/document

Hattak T., Garcòn-Lòpez C.X., Ewald M., Skowronek S., Aerts R., Horen H., Brasseur B., Gallet-Moron E., Spicher F., Decocq G., Feilhauer H., Honnay O., Kempeneers P., Schmidtlein S., Somers B., Van de Kerchove R., RocchiniI D. & Lenoir. J. A unified framework to model the potential and realized distributions of invasive species within the invaded range. Diversity and Distribution. 2017, 23(7), 806-819. https://doi.org/10.1111/ddi.12566