Recrutement forestier et pastoralisme

© ISEM
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Contexte

L’Homme exploite les ressources des milieux naturel depuis plusieurs milliers d’années et notamment le milieu forestier en tant que composante du système agro-sylvo-pastoral. La présence de troupeaux ovins influence ce milieu et notamment la régénération des peuplements.

La Réserve naturelle de la Massane créée en 1973 couvre un territoire de 336 ha au sein du massif des Albères dans le département des Pyrénées Orientales. Depuis 1954, une portion d’environ 10 hectares a été clôturée sur ce territoire afin de mettre en défens une portion de la forêt nommée « Réserve intégrale ». Dans cette Réserve intégrale, il existe une grande diversité dans la composition et la morphologie du couvert forestier, qui résulte de l’héritage de pratiques passées (charbonnage, pastoralisme, coupes forestières) mais également des aménagements forestiers (Restauration des Terrains de Montagne (RTM)). Si cette réserve est actuellement dominée par le hêtre (Fagus Sylvatica L.), sa composition risque de subir des changements dans les années futures. En effet, dans le contexte de réchauffement climatique actuel, la position méridionale de la Réserve naturelle de la Massane au sein de l’aire de répartition du hêtre risque de faire diminuer sa présence au profit d’espèces plus compétitives (Pinus Nigra) ou mieux adaptées à des conditions climatiques plus chaudes (Quercus Pubescences, Quercus Îlex).

Cette tâche d’observation interdisciplinaire et appliquée étudie donc la dynamique forestière de la hêtraie de la Réserve de la Massane dans un contexte de changement climatique et de pression pastorale.

Objectifs

Les objectifs principaux de la TO sont de :

  • Mesurer l’impact du troupeau ovin sur la régénération en comparant la régénération des espèces arborescentes dominantes dans les différents peuplements de la réserve intégrale et les secteurs pâturés voisins de la réserve de la Massane.
  • Mesurer l’impact du changement climatique sur la phénologie des principales espèces ligneuses en suivant le développement des feuilles depuis le débourrement, la production des fleurs et des graines ainsi que leurs germinations in situ.
  • Étudier la longévité des plantules de chaque espèce dans les différents peuplements.
  • Étudier les interactions plantes – insectes, en étudiant les marques foliaires et celles laissées sur les graines récoltées dans les collecteurs.

En plus d’apporter de nouvelles connaissances dans plusieurs domaines de l’écologie, cette étude a été réalisée en co-construction avec les gestionnaires de la Réserve naturelle de la Massane afin que nos objectifs scientifiques répondent à leurs besoins de gestion.

Observations

Dans la réserve, chacune des 30 placettes permanentes de 16m² (divisée en quadrats de 1m2 eux-mêmes sous divisés en carrés de 10cm/10cm) servent au suivi de la régénération (Figure 1). La forme choisie des placettes, tient compte de la surface minimale nécessaire pour l’effort d’échantillonnage suivant les peuplements mais également suivant les contraintes liées à notre tâche d’observation (piétinement impossible, observation au niveau du sol, densité de peuplement, trouée).

Pour étudier l’impact du troupeau sur la régénération, des placettes sont installées dans et hors de la réserve intégrale. Les peuplements Chêne-Hêtre et Hêtre-Vieux Chêne n’auront pas de réplicat, car les conditions de site hors de la RI sont très différentes (rivière, exposition, topographie) et entraineront des biais dans les résultats.

Ces placettes de suivi de végétation sont implantées grâce à des tubes en inox enterrés qui permettent de positionner les quadrats de 1m² de la placette de manière précise et identique lors des campagnes de terrain successives afin de pouvoir parfaitement localiser les plantules et leur donner une position grâce aux carrés de 10cm/10cm (Figure 2).

Dans la réserve intégrale, 30 collecteurs de litière sont installés dans le but de récupérer le matériel végétal tombant des couronnes des arbres et arbustes et donc notamment les fleurs et les graines produites (Figure 3).

Figure 1 : Localisation de la Réserve intégrale, des peuplements forestiers et du protocole

Figure 2 : A) Tube inox en place ; B) Quadrat de relevé de régénération de 1m² ; C) Localisation d’une plantule de chêne dans un carré de 10cm/10cm

Figure 3 : Collecteur de litière (5 relevés/an)

Recherches à moyen et long termes

En lien avec les questionnements du personnel de la Réserve, plusieurs axes de recherches complémentaires pourront être développés dans les années à venir :

  • Evaluation de la viabilité de la fainée par l’estimation de la proportion de parasitisme (interaction plante/insecte)
  • La phénologie du hêtre dans les différents peuplements sera suivie sur plusieurs individus (dates de débourrement, floraison et de fructification). En lien avec les relevés météorologiques, ces données apporteront des informations complémentaires sur la production de graines et de semis.
  • L’accroissement radial des troncs sera étudié en mettant en place des enregistreurs de diamètre automatiques. Ils permettront de mesurer les variations de croissance en lien avec les conditions climatiques et de comprendre la réponse du hêtre aux évènements extrêmes (sécheresse, froid etc.).
  • Table ronde en janvier 2017 pour les interactions interdisciplinaires avec les autres instituts menant des recherches dans la réserve (INRA Avignon, Univ Perpignan, Cirad Montpellier, UMR Cefe…)

Variables Essentielles de Biodiversité (EBV) :

  • Species interactions
  • Taxonomic diversity
  • Disturbance regime
  • Population abundance
  • Population structure by age/size class
  • Demographic traits
  • Natal dispersion distance
  • Phenology

Données

Nous avons mis en place un carnet de terrain électronique, grâce auquel les données sont saisies numériquement et directement sur le terrain, afin de vérifier immédiatement la présence ou l’absence de la plantule lors des relevés précédents, mais aussi et surtout réaliser un gain de temps considérable pour le transfert des relevés terrain dans une base de données et les différentes analyses statistiques (communications de L. Paradis lors d’ateliers en 2016 et 2013).

Dans un premier temps, les collecteurs et les placettes sont géolocalisés (Figure 4). Cette géolocalisation apporte une information spatiale relative à cette étude et permet de superposer et comparer nos résultats aux relevés de structure des peuplements effectués en 2000 et 2012 par le personnel de la Massane (communications de L. Paradis lors d’un atelier en 2015).

Dans un second temps, la géolocalisation des plantules, à l’aide de 2 PDA-GPS Trimble Juno (matériels de l’ISEM et de l’OSU), et la saisie des données attributaires (longévité, pression subie, mortalité, cause de mortalité…), avec le logiciel ArcPad, permet de suivre l’évolution de chacune d’elles (Figure 5).

Pour finir, le temps de post-traitement devient dérisoire grâce à une automatisation de la vérification et de la mise en forme des données pour l’intégration dans une base de données (chaîne de traitements Model Builder et scripts Python) (Figure 6).

Figure 4 : Géolocalisation des plantules

Figure 5 : Saisie des données attributaires

Figure 6 : Chaîne de traitement automatisée (Model Builder)

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Contacts

Equipe

  • Christelle Hély (DE, EPHE, ISEM) : Responsable scientifique ; équipe Dynamique des écosystèmes et changements globaux.
  • Benoît Brossier (IE, CNRS, ISEM) : Responsable terrain ; équipe Dynamique des écosystèmes et changements globaux, service Dendrométrie de l’ISEM.
  • Laure Paradis (IE, CNRS, ISEM) : Responsable carnet de terrain électronique et base de données ; service Géomatique de l’ISEM
  • Vincent Girard (MC, UM, ISEM) : équipe Dynamique de la Biodiversité et AnthropoEcologie
  • Thierry Pastor (T, UM, ISEM) : équipe Dynamique de la biodiversité et AnthropoEcologie

Valorisation scientifique

Thèse

Fortuny X. (2013) Héritage des pratiques sylvo-pastorales dans le déterminisme des communautés végétales de forêts montagnardes méditerranéennes. Thèse. Université de Montpellier.

Articles

Fortuny X., Chauchard S., Gauthier O., Brossier B., Paradis L., Carcaillet C. Species response of tree seedlings and saplings to herbivory and summer stress in old-growth deciduous Mediterranean mountain forest. Soumis. Ecoscience, 2016.

Fortuny, X., Garrigue, J., Magdalou, J.-A., Chauchard, S., Carcaillet, C. 2012. Usage et biodiversité dans les forêts méditerranéennes : l’exemple du massif des Albères. Forêt méditerranéenne 33: 165-172

Poster

Fortuny, X., Chauchard, S., Carcaillet, C. Incidence du pâturage sur la régénération forestière : suivi pluriannuel dans une réserve naturelle des Pyrénées-Orientales. Ecologie 2010, Montpellier, France.

Communications orales

Paradis, L., Carnet de terrain électronique pour le suivi de régénération forestière. Réunion ‘Acquisition de données dans le cadre de suivis de populations’, 2016, Station Marine OSU OREME – Université de Montpellier, Sète.

Paradis, L., Utilisation d’outils SIG raster dans la TO « Recrutement forestier et pastoralisme ». AperoTech de l’OSU Oreme ‘Utilisation d’outils SIG’, 2015, Montpellier.

Paradis, L., Carnet de terrain électronique pour le suivi de régénération forestière. Atelier OSU Oreme ‘Carnets de terrain électroniques, retours d’expérience’, 2013, Montpellier.

Fortuny, X., Chauchard, S., Carcaillet, C. Effets du pastoralisme et du stress climatique sur la régénération d’une forêt caducifoliée de montagne méditerranéenne. Ecoveg 8, Nancy, France, 2012.

Fortuny, X., Garrigue, J., Magdalou, J.-A., Chauchard, S., Carcaillet, C. Influence des usages sur la biodiversité forestière : exemple de la Réserve Naturelle Nationale Forêt de la Massane. Foresterranée 2011, Saint-Martin de Crau, France.