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| Analyse spatiale et fonctionnelle de la réponse des écosystèmes et de la régénération du pin d'Alep après incendie en Basse Provence calcaire |
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Ce projet a été financé par la convention MAP-DERF 61.21.04/99 et par une subvention du conseil régional PACA.
Les partenaires scientifiques impliqués sont
· l'Institut Méditerranéen d'Ecologie et de la Paléo-écologie de l'Université d'Aix Marseille III,
· L'UR "Agriculture et forêt méditerranéenne" du Cemagref d'Aix en Provence.
La convention d'une durée de trente-six mois a été notifiée le 7 décembre 1999. |
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| Objectifs, contexte, enjeux |
Ce programme a été défini après une recherche bibliographique qui a recensé plus de 15000 références dans les revues et ouvrages scientifiques et techniques et analysé soigneusement 300 de ces références. Il cherche à combler certaines lacunes sur la connaissance de la réponse des écosystèmes après incendie en ce qui concerne :
La spatialisation des phénomènes de régénération et le rôle des caractéristiques spatiales des perturbations (c'est à dire la forme, la taille, ... des taches incendiées), et la régénération du pin d'Alep, espèce primordiale en basse Provence pour la reconstitution d'un écosystème boisé.
La principale originalité de ce projet est de focaliser sur l'importance des caractéristiques spatiales dans le déroulement des processus de cicatrisation (résilience) des phytocénoses après incendie. Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'écologie du paysage. D'une manière concrète, il s'agit d'évaluer les facteurs "dimension et forme de la zone perturbée" par rapport aux patrons de recolonisation de la végétation : l'hypothèse sous-jacente est que ces facteurs peuvent influencer les capacités de résilience ; la relation "taille/récupération" peut être directe par le jeu de l'éloignement des composantes relevant du modèle classique "puits-source" en dynamique des populations, ou indirecte à travers le lien présumé entre taille et intensité du feu.
Les travaux prennent en compte les aspects historiques des territoires concernés, (modes de gestion antérieurs, dates d'abandon de cultures, fréquence des incendies, stade successionnel des formations végétales avant le feu), et les caractéristiques abiotiques habituelles telles que nature du sol, topographie, pente, exposition... |
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| Description sommaire de la méthodologie |
Les recherches s'appuient en amont sur un Système d'Information Géographique pour les territoires concernés, ce qui permet dans un premier temps d'optimiser le dispositif d'échantillonnage, et par la suite d'analyser les relations spatiales entre données récoltées et caractéristiques des sites. Les études de terrain comportent trois volets complémentaires :
1 - Analyse des réponses des communautés végétales
L'analyse floristique est réalisée à différentes échelles spatiales pour rendre compte de la réponse des communautés végétales : une approche quantitative basée la mesure fine de quadrats de 1 m², ces quadrats faisant partie de placettes de 20x20 m qui font l'objet d'inventaires floristiques exhaustifs, ces placettes étant elles même organisées en réseaux et transects couvrant la variabilité spatiale et écologique de diverses zones incendiée.
2 - Apport de la banque de graines et de la pluie de graines
La banque de graines est échantillonnée selon des méthodes standardisées, sur une profondeur de 5 cm, le long de transects ou de quadrats positionnés dans les différentes taches incendiées (centre, lisière). Dans tous les cas, le même volume de sol est échantillonné à la même époque (début du printemps). Après passage en chambre de culture, les germinations sont dénombrées et comparées à la végétation réelle exprimée, de manière notamment à évaluer la pertinence de l'hypothèse stipulant que le degré de ressemblance entre la composition de la banque de graine et la couverture végétale est proportionnel à l'intensité de la perturbation. Les plantules identifiées permettent de rattacher chaque espèce à son type biologique et aux groupes fonctionnels, (type de dissémination, stratégie démographique, etc.) en relation avec la position spatiale du relevé.
La pluie de graines est échantillonnée par installation de pièges à graines dans les différentes taches incendiées. Elle permet d'appréhender la dissémination spatiale des herbacées (dont bon nombre de graines sont pratiquement invisibles à l'œil nu). Les pièges à graines sont constitués d'un pied supportant une vitrine enduite d'une graisse résistant aux rayons solaires et aux précipitations. Ils sont relevés tous les mois au cours d'une année. Les graines récoltées sont mises en cultures dans les mêmes conditions que celles provenant des échantillons de sol.
Pour compléter cet échantillonnage, des mesures de certains facteurs mésologiques sont également effectuées (analyse de sol, analyse climatique).
3 - Etude détaillée de la régénération du pin d'Alep
Parallèlement à l'investigation globale sur la pluie de graines, l'accent est mis sur le comportement des graines de pin d'Alep :. Un suivi très fin est instauré sur un réseau de placettes dès les premières heures qui suivent le passage de l'incendie (quotidien dans les premières semaines, hebdomadaire dans le mois suivant, mensuel pendant un trimestre puis saisonnier pendant 3 ans). Ces placettes sont également organisées en réseau dans les zones brûlées et en transects à partir des limites de l'incendie. Sont suivis les processus de dissémination spatiale, d'enfouissement, de survie et de germination des graines, puis de survie des semis. Certains paramètres comme la température au sol font l'objet de mesures très précises. L'impact de l'intervention humaine sur la survie des semis est aussi étudié (exploitation des bois brûlés, broyage des rémanents, pâturage). |
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| Principaux résultats |
1 - Analyse des réponses des communautés végétales
Cf. contribution IMEP
2 - Apport de la banque de graines et de la pluie de graines
Cf. contribution IMEP
3 - Etude détaillée de la régénération du pin d'Alep
· Pluie de graines
La pluie de graine de pin d'Alep est très courte (5 à 7 jours) et généralement très intense (plusieurs dizaines et jusqu'à plus de 200/ graines/m²). Des chutes sporadiques peuvent éventuellement s'observer au cours de l'année suivante à partir de cônes qui n'étaient pas mûrs au moment du feu, mais elles sont négligeables, ou à partir d'arbres survivants. En absence d'arbres survivants, le sort de la régénération se joue donc en quelques jours.
La quantité de graines s'accroît en général avec la densité des peuplements, jusqu'à un seuil de forte densité au delà duquel la production de graines diminue, à cause du faible développement individuel des houppiers.
La distance de dissémination aérienne des graines est courte (90% des graines dans un rayon de 10m autour de l'arbre mère en absence de vent significatif) mais peut en cas de grand vent dépasser 50 et même 80 m pour une proportion importante (mais non mesurée) de graines. Les graines peuvent outre ce trajet aérien parcourir une distance de plusieurs dizaines de mètres au sol par vent fort.
La prédation des graines peut être active sur certains feux par les fourmis, oiseaux et rongeurs.
En 2001, et pour l'ensemble de la Provence, nous avons observé une quasi absence de graines sur l'ensemble des peuplements brûlés. Cette absence sur l'ensemble de la région a probablement une origine climatique (2 chutes de neiges lourdes et une période de froids intense précoce au cours de l'hiver précédent). L'absence ou la rareté de graines mûres au moment du feu pourraient expliquer en partie la non régénération de massifs entiers certaines années exceptionnelles.
· Germination et survie des semis
La germination des graines tombées juste après le feu s'étale sur plusieurs saisons : un premier pic est observé après les pluies d'automne l'année de l'incendie (n). Le nombre de semis apparus a peu de rapport avec le nombre de graines tombées (taux de "réussite" variant de 1 à 38%). Puis une période de germination diffuse (quelques semis par m²) s'observe du printemps jusqu'au début de l'été de l'année n+1. Elle représente quelques semis par m², ce qui peut être important en proportion des semis existant dans certains sites. Enfin une dernière vague de germination se produit au printemps de l'année n+2, représentant encore quelques semis par m².
Les conditions extrêmes de température qui règnent au sol dans les mois d'été après incendie peuvent conduire à un faible taux de germination et de survie des semis. A la surface du sol noirci par le feu et dans les couches supérieures de cendres où se trouvent les graines, nous avons mesuré des températures supérieure à 60 et même à 70°C pouvant se maintenir plusieurs heures par jour. Le niveau de température dépend de l'exposition et de la nature du sol. La chaleur diminue très vite en profondeur et n'est dangereuse que dans les premiers millimètres de surface. Elle diminue aussi très sensiblement dès qu'il y a du vent.
L'exploitation des peuplements brûlés et le broyage des rémanents provoque la perte d'une forte proportion des semis. Cependant, si l'exploitation est réalisée au cours de la première années quand les semis sont encore petits et souples, la régénération n'est pas menacée, les copeaux issus du broyage formant même un paillage du sol très favorable aux semis survivants. Une exploitation avec broyage des rémanents mal conduite et réalisée plus d'un an après le feu conduit à la perte de pratiquement toute la régénération.
Le pâturage des parcelles au cours des premières années peut aussi être très destructeur |
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| Partenaires (ordre alphabétique des organismes, en gras coordinateur) |
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Cemagref
UAM3-IMEP | Michel Vennetier, avec la collaboration de Roland Estève, Rose-Marie Garcin, Sylvain Griot, Christian Ripert, Bruno Vila
Thierry Tatoni, Véronique Bonnet
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Annexe technique de la convention
-Pour la partie Cemagref, le financement était assuré par une subvention de la Région PACA |
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Dynamique spatiale de la régénération des forêts après incendie en basse Provence calcaire : Cas particulier du pin d'Alep. Michel Vennetier, 2001 - Cemagref, Rapport final . 32p.
-Introduction
-Dynamique de la végétation post-incendies
-Régénération du pin d'Alep
-Bibliographie
Document : 209 k0ctets |
annexe-technique.pdf
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| Colloque Décembre 2002, 3194 kO |
expose2-tatoni-vennetier.ppt
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