Ecologie explicative 2

2. Facteurs orographiques

La végétation est souvent influencée de façon déterminante par la situation topographique de la surface qu'elle occupe

Premier exemple :

Les constrastes de végétation sont le cas par exemple sur des versants opposés de vallées des flancs de collines et montagnes isolées.

Alpes :

- versants Sud = " adrets " --> végétation thermophile

- versants Nords  --> bégétation non thermophile

- dépressions --> autre végétation différente des précédentes

On peut expliquer les contrastes de végétation par :

Explication 1 ) la répartition schématique des quantités de chaleur reçues par une même surface de sol sur des versants opposés.

A partir des quantités équivalentes d'énergie lumineuse E1 = E2 = E3, on peut se rendre compte aisément par le schéma ci-dessus que le versant orienté vers le sud , donc côté Nord , reçoit plus de lumière et de chaleur que celui qui est tourné vers le nord , donc côté Sud.

Mais il y a autre chose :

Explication 2) :

Lors des pluies , le ruissellement est plus intense du côté exposé au sud, d'où sol plus superficiel et végétation moins touffue --> sol plus sec donc plus chaud parce que le nombre de calories pour élever de 1°C - 1 gramme d'eau, est plus élevé que pour augmenter de 1°C - 1 gramme de sol.

Explication 3) :

L'air froid de la nuit glisse le long des versants et s'accumule dans le fond , tandis que l'air chaud monte vers les sommets des versants. La conséquence est que les thermophyles se rencontrent au sommet du versant exposé du Sud  ( parce qu'il est plus chaud et plus sec ).

Second exemple :

Les inversions d'étages : On connaît les étages de végétation tels qu'ils se succèdent en montagne d'Europe occidentale, que déterminent des variations du climat en fonction de l'altitude. Parfois il y a inversion d'étages :

Ex. Les forêts de chênes pubescents ( sont thermophiles ) se rencontrent et au bas des pentes ( région méditerranéenne de la france ), avec un climat relativement chaud et sec en été . Ces forêts sont suivies en altitude par des hêtraies. Hêtraies naturelles au niveau de la condensation de la vapeur d'eau en brumes . Nous dirons que ce type de répartition est " normale "

C'est l'inverse dans les vallées étroites où l'air est bloqué en permanence, alors c'est la hêtraie qui est à l'étage inférieur, puis vient la chênaie thermophile.

Troisième exemple :

Au bord de mer : Dunes dont le versant regarde la mer ( vent du large ) qui portent un groupement végétal différent de celui qui est noté sur les pentes abritées vis - à - vis de la mer.

Quatrième exemple  :

Le microrelief : Des dénivellations minimes peuvent parfois ( sur qq dm ) indiquer des associations végétales différentes et  des productions différentes

quelques cas :

- alluvions argileuses des bords de mer  --> prés salés , on peut y distinguer des associations végétales différentes  et parallèles entre elles selon les niveaux , exemple du Zwijn.

- dans la plaine alluviale de la Meuse, en Lorraine française existent de nombreuses prairies à faucher qui sont régulièrement envahies par les eaux ( Elles ont été étudiées par J. DUVIGNEAUD ), des différences de niveau de quelques dm modifient totalement la flore :

+ sur prés inondés brièvement , sols filtrants, Bromus erectus, Avena pubescens, Sanguisorba minor,Koeleria gracilis, Peucedanum carnifolia, Scabiosa pratensis.

+ sur prés longtemps sous eau , limoneux --> hygrophiles : Festuca pratensis, Colchicum automnale

+ Dans les creux humides jusqu'au milieu de l'été  : Filipendula ulmaria, Thalictum flavum, Symphitum officinale , Valeriana officinale , Achillea parmica.

3. Facteurs édaphiques   

Nous savons qu'un sol s'est formé à partir d'une roche mère . Celle-ci a subi l'influence plus ou moins profonde du climat et de la végétation ( y compris la vie animale etc...) ce qui a donné naissance au profil . Le profil comprend les horizons A,B,C avec leurs subdivisions selon le sol . L'humus, c'est à dire l'ensemble des particules organiques humifiées joue un grand rôle dans le sol. 

3.1 Relation sol-végétation 

3.1.1 La végétation dépend étroitement de la composition chimique du sol, notamment du pH, on distingue :

a) des acidiphytes : sur un substrat correspondant à un pH < 6 . Le complexe absorbant est saturé en ions H+ ou ne retient que peu d'ions métalliques positifs  : Calluna vulgaris; Sarothammus scop. : Deschampsia cespitosa.

- Humus brut : mor --> moder

- Sol squelettique sur roche mère libérant pas ou peu de bases .

ex. Une lande à calluna vulg. peut apparaître sur quartzites ( et aussi sur sables ).

- aussi sur sols profonds dont la partie supérieure est plus ou moins dégradée , c'est à dire qui a perdu, par lessivage, une partie ou l'entièreté du complexe absorbant .

- dans les cas les plus favorables --> moder-->sol lessivé avec pH < ou = à base de " Luzule " blanche , teucrium scorodonia, Holcus mollis, Maïanthemum bifolium dans les chênaies et Hêtraies d'Europe.

- dans d'autres cas --> décomposition pratiquement nulle de la matière organique  en climat froid et humide --> tourbe parfois pH< ou = à 4 !

b) des neutrophytes : pH aux alentours de 7 --> mull ( humus doux ), substrats de bonne qualité avec roche mère riche en bases. Les acides organiques formé sont immédiatement neutralisés par les ions positifs du sol ; il y a combinaison entre les particules argileuses et humiques --> micelles--> agrégats ( de micelles ) ; grand rôle des lombrics --> aération du sol -->bactéries aérobies. Ce sont les Chênaies ou Hêtraies aux nombreuses floraisons vernales et les prairies sur sol frais , riches en sels minéraux , elles hébergent beaucoup de neutrophytes : asperula odorata, Arum maculatum, Arhenaterum elatius = fromental.

c) des basiphytes : pH supérieur à la neutralité --> alcalinité du sustrat = conséquence du calcaire dans les horizons exploités par les racines.

+ calciphytes  : sols calcarifères. . Bromus erectus ( Br. dressé ), Teucrium chamaedrys ( Germandrée petit Chêne ), Carex digita, Potentilla verna,...il a été prouvé que ces plantes n'ont pas besoin de beaucoup de calcaire dans leur alimentation minérale, mais qu'elles résistent à de grandes quantités de Ca échangeable dans le sol , alors que ces ions sont toxiques pour de nombreuses espèces végétales. Ainsi les acidiphytes meurent sur de tels milieux : de telles plantes sont dites calcifuges  ; il y a aussi des plantes indifférentes ( ex. L'Amourette, Molinia coerula, Rhamnus frangula ( = Bourdaine ).

Ex de calciphytes : flore des dunes littorales avec coquillages mêlés au sable , flore des rocher calcaires ,...

d) des nitrophytes : sol enrichi en N provenant de la minéralisation rapide de matières organiques mortes.

ex. décharges publiques ; abord des habitations rurales ; sites piétinés par le bétail ; décombres diverses ; colonisation par des plantes telles que Urtica dioïca: - Bardane, Arctium minus; Lamium album; Hordeum murinum = orge queue de rat.

Autres exemples :

- Milieux ayant reçu de grandes quantités d'engrais organiques comme par exemple certains potagers : Mercurialis annua , Chenopodium polyspermum, Euphorbia helioscopa, Lamium purpuerum.

- Vases putrides au bord des rivières --> diverses espèces de Bidens et de Polygonum.

- Plaines alluviales et inondées --> Sambucus nigra et divers Ribes.

- La minéralisation rapide de l'humus forestière après coupe rase ou parfois après éclaircie : Epilobe en épi ( = E. angustifolium ), Senecio nemorensis , Rubus idaeus.

e) les halophytes

Plantes vivant en milieu riches en sels ; notamment des carbonates , des chlorures et des sulfates de Na ou de K.

En Europe occidentale, ces associations se rencontrent principalement sur les vases d'estuaires  et dans les prés salés plus ou moins souvent inondés par l'eau de mer . Ex. diverses Salicornes , le Faux Pourpier : Halimione portulacoïdes, Aster trifolium ( A. maritime) , voir le Zwijn. Nombre d'halophytes sont +/- succulents: pression osmotique de leur suc vacuolaire élevée, d'où ild peuvent vivre en substrat imbibé d'eau riche en sels dissous.

f) Les métaux lourds. Zinc ( Est de Liège ) : plantes dites calaminaires telles que Armeria maritima var. Halleri ; Viola calaminaria = violette à fleurs jaunes;

Idem Cuivre , Cobalt, Ni... -->végétation rabougrie , prouvant l'action toxique de ces métaux lorsque leur teneur dans le sol est élevée.

g) Groupements végétaux spécialisés par ex : surs sols riches en Dolomies, CaH(CO₃)₂ , en serpentine ( Hg₂SiO₄ ), en gypse,... 

Rem : tenir compte de l'effet de carence de certains ions.

3.1.2. Facteur hydrique : la végétation est liée dans une certaine mesure à la teneur en eau du sol 

On distingue : 

a) des hydrophytes = spermatophytes  adaptés au milieu aquatique ex/ les lentilles d'eau , les Utriculaires, les Cératophylum flottent sur l'eau ou dans l'eau. D'autres sont enracinés dans le fond de l'eau : Potamots, Nénuphars, et Renoncules aquatiques. Les tiges et les feuilles de ces plantes sont pourvues de lacunes aérifères ou de canaux aérifères dont la présence facilite les échanges gazeux.

Il est à remarquer que les fleurs de la plupart des hydrophytes se dressent au-dessus du plan d'eau, même si elles sont complètement immergées ( il y a des exceptions ).

On peut encore classer les hydrophytes selon les substances dissoutes :

- L'eau salée    ( eau de mer, océans ; 35 gr NaCl/litre ). Nombreuses espèces d'algues ; quelques spermatophytes spécialisés ex. Zostera ( Atlantique ), Posidonia ( Méditerranée

- L'eau saumâtre . La flore est pauvre en espèces spermatophytes quelle que soit la concentration en chlorures ( 10 ^-17 gr Cl^-/ l = polyhalines,1 .10 ^-10 gr Cl^-/ l = mesohalines,1 .10 ^-0,1 gr Cl^-/ l = oligohalines ). Par contre de nombreuses algues dont des Characées.

- L'eau douce : oligotrophe ( pH = 4-6 ), mésotrophe ( pH = 6-7 ), eutrophe ( pH > 7)

Peu d'espèces en eau oligotrophe, beaucoup d'espèces avec beaucoup d'individus en eau eutrophe : Nénuphars, Ranunculus, Ceratophylum, Potamogeton.

Il y a aussi des eaux riches en humus  ( eaux dystrophes ) avec flore spéciale.

b) à côté des hydrophytes, il y a aussi les hélophytes : La base de ces plantes est immergée dans l'eau, mais les inflorescences et la plus grande partie des organes assimilateurs est aérienne. L'ensemble constitue une ceinture végétale autour de lacs, d'étangs , le long des cours d'eau mésotrophes ou eutrophes : Phragmites communis, Typha ( masettes ) , Sparganium, Scirpus sp, ...

Il y a aussi des Hélophytes de petite taille dans des eaux profondes au maximum de 50 cm ; ces hélophytes de petite taille sont la végétation des tourbières basses ou infra-aquatiques : ex : Carex divers, Linaigrette ( Eriophorum angustifolium), le Comaret ( = Comarum palustre), Epilobium palustre . A la mort de ces plantes ou de certains de leurs organes  --> accummulation de matière organique dans le fonds des eaux  --> décomposition lente en anaérobie ou s'en approchant d'où constitution d'un horizon organique se superposant au précédent. NB : Milieu pas nécessairement acide si présence de bicarbonates de Ca: --> réaction peut être alcaline . Avec une végétation particulière ( ex. à base de choin : Schoenus nigricans )

- Ces tourbières sont à ne pas confondre avec les tourbières bombées.

c) L'eau du sol :

- l'eau hygroscopique : inutilisable

- l'eau capillaire : micropores

- l'eau de gravitation : macropores

Il faut un équilibre, indispensable pour voir se développer une végétation luxuriante ( ex. prairies à Fromental ( Arhenaterum elatius ), hêtraies et chênaies à humus doux ).

Lorsque la nappe phréatique est peu profonde, on a des sols hydromorphes ( à gley): ils portent des groupements végétaux spécialisés par ex :

- des aulnaies à A. glutinosa

- des prairies à Molinie  ( M. coerula )

- des prairies à reine des prés ( F. ulmaria )

- des landes à bruyère quaternée  ( E. tetralix) sur sols très pauvres en bases

A l'opposé du cas précédent, il se peut que le sol soit sec  ( plan d'eau profond ), à telle enseigne que les végétaux atteignent leur point de flétrissement permanent.

Le point de flétrissement  ( exprimé en teneur en eau du sol en % de poids total) varie d'un sol à l'autre.

- sables : 1,5%

- limons argileux : 15 % et parfois plus dans certaines argiles des sols organiques .

Les plantes varient dans leur comportement vis à vis de la dessication du sol  : on oppose par ex. les hygrophytes aux xérophytes.

Certaines espèces xérophytes ont des organes souterrains énormes par rapport à leurs organes aériens . Ex : - Chardons des dunes , racines ayant plus de 3 m de long qui atteignent les couches profondes et fraîches. - En semi-déserts, les plantes développent également des racines très longues . Mais en outre, l'on constate que : 1) les tiges sont rigides avec des feuilles très facilement caduques , ce qui diminue la transpiration .

Il existe de nombreuses plantes succulentes  --> réserves d'eau dans leurs organes charnus. Certaines plantes germent très vite et fleurissent en quelques semaines, puis subsistent à l'état de semences.

d) La texture = grosseur des particules minérales solides ; ne pas confondre avec la structure.

La végétation des pierriers : bord des rivières , de certaines côtes , éboulis divers sont des milieux hostiles à la vie végétale  --> uniquement colonisés par des plantes spécialisées ( ex. Epilobium rosmarinifolium qui, avec une graminée Nolica ciliata est une ombellifère Ptychotis heterophylla, forme des groupements très ouverts  --> racines très profondes, longues, ramifiées qui les ancrent dans les éboulis mouvants .  exemple, autre documentation sur les pierriers : Huc (2.94 Mo)

e) Les psammophytes

Certains sont des sables plus ou moins grossiers, filtrants, arides, avec microclimat excessif et de grande amplitude --> groupements végétaux ouverts avec espèces spécialisées appelées des psammophytes , ex. Oyat, Euphorbe des sables, Liseron des dunes , sur des sables calcarifères des dunes mobiles ; autres espèces sur sables acides, siliceux ; autres végétations sur arènes dolomitiques etc...  

 

NB : Parfois on rencontre des plantes thermophiles sur des sols sablonneux proches du littoral en Europe occidentale , alors que ces thermophiles sont présentes dans la région méditerranéenne sur substrats variés et dans des conditions écologiques assez larges . Au contraire, en Europe occidentale , les conditions sont très étroites : ceci s'expliquerait par un réchauffement rapide après pluie en climat relativement doux et très humide . ( ex. l'Immortelle : Helichrysum stoechas ).

f) les sols argileux  : sont mal aérés, lourds et froids et d'autre part peuvent s'assécher fortement avec fente de retrait. La végétation est donc à développement tardif par rapport aux sols poreux . La végétation des substrats argileux ou marneux dépérit et jaunit rapidement quand le substrat perd l'eau qu'il retenait , lorsqu'il se durcit et se fendille.