Classification des sols

Classification des sols

La classification des sols consiste à grouper en catégories les sols aux caractéristiques semblables. Les sols n'étant pas des entités discrètes, leur unité de mesure n'est pas évidente. Cette unité est le pedon, un corps tridimensionnel par définition, ordinairement de 1 m de côté et de 1 à 2 m de profondeur. Une section verticale d'un pedon présente des couches plus ou moins horizontales (horizons) résultant de la pédogenèse. La classification facilite l'organisation et la communication de l'information sur les sols, ainsi que la compréhension des relations entre les sols et les facteurs environnementaux.

La superficie du sol canadien (en excluant les eaux intérieures) est d'environ 9 180 000 km² dont quelque 1 375 000 km² (15 p. 100) de sol rocheux. Le reste est classé conformément au système canadien de classification des sols, qui groupe les sols en ensembles de classes à 5 niveaux, ou catégories, du plus général au plus spécifique : ordre, grand groupe, sous-groupe, famille et série. Il existe 10 ordres et plusieurs milliers de séries. Ce système permet donc de considérer les sols à différents niveaux de spécificité. Les classes de sol sont définies aussi précisément que possible pour permettre l'uniformité de la classification. Les limites entre les classes sont arbitraires, car le continuum du sol naturel a peu de divisions nettes. Les différences entre les sols résultent de l'interaction de nombreux facteurs : le CLIMAT, les organismes, les matières apparentées, le relief et le temps. Le système de classification des sols change à mesure que les connaissances progressent grâce à la cartographie et à la recherche au Canada et ailleurs. Tous les systèmes nationaux de classification des sols déboucheront éventuellement sur un système international.

L'ordre

Les 10 classes de cette catégorie reposent sur les propriétés du pedon, reflétant les principaux facteurs environnementaux (surtout les facteurs climatiques) et les processus de pédogenèse dominants.

Le grand groupe
Les 31 classes de grand groupe proviennent de la subdivision des classes de l'ordre selon les propriétés des sols qui reflètent les différences des processus de pédogenèse (par ex., sortes et quantités de matières organiques à la surface des horizons des sols).

Le sous-groupe
Les 220 classes de sous-groupe sont issues de la subdivision des classes de grand groupe selon les sortes d'horizons présents dans le pedon et selon leur arrangement.

Les classes de famille
Les classes de famille découlent de la subdivision des classes de sous-groupe selon des caractéristiques des matières apparentées (par ex., proportions de SABLE et d'ARGILE) et les régimes de température et d'humidité des sols.

Les classes de série
Les classes de série proviennent de la subdivision des classes de famille en fonction des propriétés détaillées du pedon (par ex., épaisseur et structure des horizons).

Les ordres et les grands groupes

Nous traiterons des ordres selon la séquence respectée dans la classification d'un pedon.

Les sous-groupes, les familles et les séries

Les sous-groupes sont déterminés par la séquence des horizons dans le pedon. De nombreux sous-groupes se rapprochent d'autres ordres de sol. Par exemple, le grand groupe des luvisols gris comprend 12 sous-groupes; le luvisol gris orthique est le représentant type des luvisols gris, et d'autres sous-groupes sont des formes de transition vers l'ordre chernozémique (luvisol gris foncé), l'ordre podzolique (luvisol gris podzolique), l'ordre gleysolique (luvisol gris argileux), les ordres solonetzique et gleysolique (luvisol gris solonetzique argileux), etc.

Les familles sont basées sur les propriétés des matières apparentées et le climat du sol. Par exemple, le sous-groupe des luvisols gris orthiques comprend les sols d'une vaste gamme de textures (du terreau sableux graveleux à l'argile), de minéralogies différentes et de régimes thermique et aquatique différents. La désignation des familles de sol est beaucoup plus spécifique; par exemple, luvisol gris orthique, argileux, mélangé (minéralogie), froid, subhumide. Les séries regroupent un vaste ensemble de propriétés (par ex., épaisseur et couleur d'horizon, teneur en gravier, structure) qui entrent dans une gamme étroite.

Ainsi, par exemple, la série breton possède toutes les propriétés basiques de l'ordre luvisolique, du grand groupe des luvisols gris, du sous-groupe des luvisols gris orthiques et de la famille fine, argileuse, mélangée, subhumide froide de ce sous-groupe, ainsi que les propriétés spécifiques à la série. Un nom de série implique une foule de renseignements spécifiques sur les propriétés du sol, ce qui peut donner lieu à maintes interprétations quant aux possibilités d'utilisation des sols.

L'ordre cryosolique

Ces sols ont du PERGÉLISOL (matière gelée en permanence) à moins de 1 mètre de la surface (2 m si le sol est fortement cryoperturbé, c.-à-d. dérangé par l'action du gel). Comme le pergélisol est une barrière pour les racines et l'eau, le mollisol (matières qui dégèlent selon la saison) qui se trouve au-dessus peut devenir une substance semi-fluide saturée au printemps. Habituellement, la couche de pergélisol proche de la surface contient beaucoup de GLACE. La fonte de la glace et des matières gelées, à la suite des perturbations de la végétation de surface (forêt boréale ou TOUNDRA), peut causer des affaissements de sol et détruire des routes, des pipelines et des bâtiments. Les sols cryosoliques occupent environ 3 672 000 km² (40 p. 100) de la superficie du sol canadien et dominent dans une grande partie du Yukon et des Territoires du Nord-Ouest. Ils se rencontrent dans toutes les régions nordiques du pays, sauf dans les provinces atlantiques (hormis le Labrador).

L'ordre et ses 3 grands groupes ont été définis en 1973, grâce à des relevés de sols et de terrains dans la vallée du Mackenzie qui ont fait mieux connaître les propriétés, la genèse et l'importance de ces sols. Les cryosols turbiques ont une surface modelée (monticules de glace, réseaux de pierre, etc.) et des horizons mélangés ou d'autres caractéristiques relatives à la cryoperturbation (voir RELIEFS PÉRIGLACIAIRES). Les traces de cryoperturbation sont très peu marquées dans les cryosols statiques, associés à des matières sableuses ou mêlées de gravier. Les cryosols organiques sont surtout composés de matières organiques (par ex., la TOURBE). Puisque les matières organiques agissent comme un isolant, on trouve des cryosols organiques bien au sud de la frontière du pergélisol continu.

L'ordre organique

Ces sols sont surtout composés de matières organiques dans le demi-mètre supérieur (plus de 30 p. 100 de la masse) et n'ont pas de pergélisol près de la surface. Ce sont les principaux sols des tourbières (MARÉCAGES, marais tourbeux, plaines marécageuses, etc.). La plupart des sols organiques proviennent de l'accumulation de matières végétales d'espèces qui poussent bien dans des zones habituellement saturées d'eau. Certains sols organiques sont composés en grande partie de matières végétales déposées dans des lacs; d'autres, principalement de débris de feuilles de forêts sur des pentes rocheuses dans des zones où il pleut beaucoup. Les sols organiques couvrent près de 374 000 km² (4,1 p. 100) de la superficie du sol canadien. Le Manitoba, l'Ontario et le Nord de l'Alberta en possèdent de grandes superficies; les autres provinces et les territoires, moins.

Les sols organiques se divisent en 4 grands groupes. Les fibrisols, communs au Canada, comprennent surtout des matières organiques relativement non décomposées avec des fragments végétaux visibles; les fibres résistantes en forment plus de 40 p. 100 du volume. La plupart des sols dérivés des marais de sphaigne sont des fibrisols. Les mésisols sont beaucoup plus décomposés et contiennent moins de matières fibreuses que les fibrisols (de 10 à 40 p. 100 en volume). Les humisols consistent surtout en des matières organiques humifiées et peuvent contenir jusqu'à 10 p. 100 de fibres en volume. Les folisols sont formés en majeure partie d'épais dépôts de débris forestiers sur de la roche affleurée, sur de la roche fracturée ou sur de la matière meuble. On en trouve ordinairement dans les zones montagneuses humides de la côte de la Colombie-Britannique.

L'ordre vertisolique

Ces sols riches en argile se rétractent sous l'effet de l'assèchement et gonflent fortement par hydratation. La dislocation physique causée par l'alternance de contraction et de gonflement entraîne le débitage en écailles (paillettes) des argiles du sous-sol et empêche la formation d'horizons sous la surface, ou les brise et les mélange. Lorsque le sol gonfle sous l'effet de l'hydratation, les anciennes matières superficielles se mélangent avec le sous-sol. Les sols vertisoliques se développent surtout dans les matières argileuses des zones semi-arides et subhumides des Plaines intérieures de la Saskatchewan, du Manitoba et de l'Alberta, et occupent moins de 1 p. 100 de la superficie du sol du Canada.

L'ordre et ses 2 grands groupes ont été introduits dans le système canadien dans les années 90 après des études approfondies des pedons des Grandes Plaines. Le grand groupe vertisol a un horizon A pâle difficilement distinguable. Le grand groupe vertisol humide a un horizon A foncé enrichi de matières organiques et est facilement distinguable des matières de sol sous-jacentes.

L'ordre podzolique

Ces sols acides ont un horizon B contenant des substances amorphes composées de matières organiques humifiées associées à l'ALUMINIUM et au FER. Ils se développent le plus souvent dans des matières sableuses des zones à climat froid et humide, sous une végétation forestière ou arbustive. En s'écoulant dans un matièrel relativement poreux, l'eau lessive des éléments basiques (par ex., le calcium) et engendre une situation acide. Les substances organiques solubles formées par la décomposition de débris forestiers attaquent les minéraux du sol dans les horizons superficiels, et une grande partie du fer et de l'aluminium libérés se combine avec ces matières organiques. Lorsque la proportion d'aluminium et de fer dans les matières organiques atteint un seuil critique, le complexe organique devient insoluble et se dépose dans l'horizon B. L'aluminium et le fer dissous peuvent aussi s'écouler en des formes inorganiques et se déposer sous forme de complexes aluminium-silicium et d'oxydes de fer. Un horizon Ae (gris pâle, fortement lessivé) recouvre ordinairement l'horizon podzolique B.

Les sols podzoliques occupent environ 1 429 000 km² (15,6 p. 100) de la superficie du sol canadien et dominent dans de vastes zones des régions humides appalachiennes et du Bouclier canadien, ainsi que dans la région côtière humide de la Colombie-Britannique.

 Ces sols sont divisés en 3 grands groupes selon la sorte d'horizon B podzolique. Les podzols humiques ont un horizon B foncé avec un peu de fer; on les trouve surtout dans les zones de forte humidité, sous un climat humide et ils sont beaucoup moins fréquents que les autres sols podzoliques. Les podzols ferro-humiques ont un horizon B brun rougeâtre foncé ou noir contenant au moins 5 p. 100 de carbone organique et d'importantes quantités (souvent au moins 2 p. 100) d'aluminium et de fer dans des complexes organiques; ils se rencontrent ordinairement dans les parties plus humides de la zone des sols podzoliques, par exemple, sur la côte de la Colombie-Britannique et dans certaines parties de Terre-Neuve et du Sud du Québec. Les podzols humo-ferriques, les plus fréquents des sols podzoliques au Canada, ont un horizon B brun rougeâtre contenant moins de 5 p. 100 de carbone organique associé à des complexes d'aluminium et de fer.

L'ordre gleysolique

Ces sols sont périodiquement ou de façon permanente gorgés d'eau et appauvris en oxygène. On les trouve ordinairement dans les légères dépressions et les zones plates à climat subhumide ou humide, en association avec d'autres classes de sols sur les pentes et les collines. La fonte de la neige ou de fortes pluies peuvent inonder les dépressions. Si cela se produit quand la température du sol est supérieure à environ 5°C, l'activité microbienne provoque une déplétion en oxygène en quelques jours; les composants oxydés du sol (par ex., le nitrate, l'oxyde ferrique) s'en trouvent réduits. La déplétion en oxyde ferrique fait virer au gris la couleur brunâtre commune à de nombreux sols. À mesure que le sol s'assèche et que l'oxygène revient, le fer réduit peut être oxydé localement en de brillants points jaune-brun (tachetures). On reconnaît donc habituellement les sols gleysoliques par leur drainage médiocre et leur couleur gris terne, parfois ponctuée de tachetures brunes. Les sols gleysoliques occupent environ 117 000 km² (1,3 p. 100) de la superficie du sol canadien.

Il existe 3 grands groupes de sols gleysoliques. Les gleysols humiques ont un horizon A foncé enrichi de matières organiques. Les gleysols n'ont pas d'horizon de ce type. Les gleysols luviques ont un horizon (Ae) lessivé surmontant un horizon B dans lequel de l'argile s'est accumulée; leur horizon superficiel peut être foncé.

L'ordre solonetzique

Ces sols ont des horizons B qui sont très durs quand ils sont secs et qui se gonflent en une masse compacte gluante quand ils sont humides. Ils se développent habituellement dans des matières salines apparentées dans les régions semi-arides ou subhumides. Les propriétés des horizons B dépendent des ions de sodium qui provoquent la dispersion de l'argile et son gonflement par hydratation, fermant ainsi les grands pores et empêchant l'eau de s'écouler. Les sols solonetziques couvrent presque 73 000 km² (0,7 p. 100) de la superficie du sol canadien; on les trouve surtout dans le Sud de l'Alberta en raison de ses grandes zones de substances salines apparentées et de son climat semi-aride.

Les 4 grands groupes de sols solonetziques sont classés selon les propriétés reflétant le degré de lessivage. Le solonetz a un horizon A foncé enrichi de matières organiques couvrant le sol solonetzique B, qui réside habituellement à une profondeur d'au plus 20 cm; l'horizon Ae (gris, lessivé) est très mince ou absent. Le solonetz solodisé a un horizon Ae distinct compris entre le foncé A et le solonetzique B. Le solod a un horizon AB ou BA de transition formé par la dégradation de la partie supérieure de l'horizon B solonetzique. Les sols vertisoliques solonetziques ont des caractères se rapprochant de ceux de l'ordre vertisolique en plus de certains des caractères du solonetzique énumérés précédemment. La séquence du développement des sols solonetziques vient ordinairement des matières salines apparentées au solonetz, au solonetz solodisé et au solod. Les sels et les ions de sodium se déplacent vers le bas à mesure que le lessivage progresse. Si celui-ci se poursuit assez longtemps et que les sels sont complètement enlevés, le solonetzique B peut se désintégrer complètement. Un sol de ce type sera alors classé dans un autre ordre. La resalinisation inverse le processus lié au lessivage.

L'ordre chernozémique

Ces sols ont un horizon A foncé à cause de l'addition de matières organiques venant habituellement de la décomposition des racines de l'herbe. L'horizon A est de neutre à légèrement acide et est bien approvisionné en bases telles que le calcium. Normalement, l'horizon C contient du carbonate de calcium (chaux); il peut contenir des sels plus solubles tels que le GYPSE. La température moyenne annuelle des sols chernozémiques peut dépasser 0°C dans les régions à climat semi-aride ou subhumide. Ces sols occupent plus de 4 p. 100 de la superficie du sol canadien; ils forment la classe importante des sols dans le Sud des Prairies intérieures, où l'herbe est la végétation indigène dominante.

Les 4 grands groupes des sols chernozémiques se distinguent d'après la couleur de l'horizon, associée à la sécheresse relative du sol. Les sols bruns ont des horizons A brunâtres et se rencontrent dans la zone la plus sèche de la région chernozémique. Les sols brun foncé ont un horizon A plus foncé que les sols bruns, reflétant des précipitations un peu plus fortes et une plus haute teneur en matières organiques. Les sols noirs, associés à des climats subhumides et à la végétation indigène d'herbes longues, ont un horizon A noir habituellement plus épais que celui des sols bruns et brun foncé. Les sols gris foncé font la transition entre les sols chernozémiques des zones herbeuses et les sols plus fortement lessivés des régions forestières.

L'ordre luvisolique

Ces sols ont des horizons éluviaux dont l'argile a été lessivée après la fonte de la neige ou de fortes pluies et des horizons illuviaux où de l'argile s'est déposée; ces horizons sont désignés par Ae et Bt, respectivement. Dans les matières salines ou calcaires, le déplacement de l'argile est précédé d'un lessivage des sels et des carbonates. On trouve typiquement des sols luvisoliques dans les zones forestières, de climat subhumide à humide, où les matières apparentées contiennent un volume important d'argile. Les sols luvisoliques représentent environ 809 000 km² (8,88 p. 100) de la superficie du sol canadien. On trouve de grandes zones de sols huvisoliques du centre au nord des Plaines intérieures, et des zones plus restreintes dans toutes les régions au sud de la zone de pergélisol.

Les 2 grands groupes des sols luvisoliques se distinguent principalement en fonction de la température du sol. Les luvisols gris-brun ont un horizon A à matières organiques mélangées avec des matières minérales (ordinairement par des vers de terre), un horizon éluvial (Ae) et un horizon illuvial (Bt); leur température annuelle moyenne de sol est d'au moins 8°C. On trouve surtout des luvisols gris-brun dans la partie sud de la plaine des Grands Lacs et du Saint-Laurent. Les luvisols gris ont des horizons éluviaux et illuviaux et peuvent avoir un horizon Ah si la température annuelle moyenne du sol est inférieure à 8°C. De vastes zones de luvisols gris de la région de la forêt boréale des Plaines intérieures ont d'épais horizons éluviaux gris pâle sous-tendant les débris forestiers et d'épais horizons Bt avec de l'argile couvrant la surface des agrégats.

L'ordre brunisolique

Cet ordre comprend tous les sols qui ont développé des horizons B mais qui ne répondent pas aux critères d'aucun des ordres décrits ci-dessus. De nombreux sols brunisoliques ont des horizons B brunâtres sans beaucoup de traces d'accumulation d'argile, comme dans les sols luvisoliques, ni de matières amorphes, comme dans les sols podzoliques. Avec le temps et des conditions environnementales stables, certains sols brunisoliques développeront des sols luvisoliques; d'autres, des sols podzoliques. Couvrant presque 790 000 km² (8,6 p. 100) de la superficie du sol canadien, les sols brunisoliques sont associés à d'autres sols dans toutes les régions au sud de la zone du pergélisol.

On distingue 4 grands groupes en fonction de l'enrichissement en matières organiques de l'horizon A et de l'acidité. Les brunisols mélaniques ont un horizon Ah d'au moins 10 cm d'épaisseur et un pH supérieur à 5,5; on les trouve ordinairement dans le Sud de l'Ontario et du Québec. Les brunisols eutriques ont les mêmes propriétés basiques que les brunisols mélaniques, mais l'épaisseur de l'horizon Ah, s'il y en a un, est inférieure à 10 cm. Les brunisols sombriques ont un horizon Ah épais d'au moins 10 cm, sont acides et leur pH est inférieur à 5,5. Les brunisols dystriques sont acides et n'ont pas d'horizon Ah de 10 cm d'épaisseur.

L'ordre régosolique

Ces sols sont trop faiblement développés pour entrer dans les limites de tout autre ordre. L'absence ou le faible développement des horizons génétiques peut provenir d'un manque de temps pour se développer ou de l'instabilité des matières. Les propriétés des sols régosoliques sont essentiellement celles des matières apparentées. On définit 2 grands groupes. Les régosols comprennent principalement des horizons C. Les régosols humiques ont un horizon Ah d'au moins 10 cm d'épaisseur. Les sols régosoliques représentent environ 73 000 km² (0,8 p. 100) de la superficie du sol canadien.