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La diversité végétale dans les dunes littorales d’Aquitaine : recherches actuelles et changements globaux

Le rôle des facteurs environnementaux

Figure 3 : échantillonnage de la végétation dans un quadrat de 1m² (dunes de Montalivet, dans le nord de l’Aquitaine).
Figure 3 : échantillonnage de la végétation dans un quadrat de 1m² (dunes de Montalivet, dans le nord de l’Aquitaine).

Pour déterminer les facteurs environnementaux responsables des variations de diversité, l’approche empirique a été retenue. L’objectif de cette étude a été d’analyser la végétation et un grand nombre de variables environnementales afin de mettre en évidence des liens (corrélations) entre la présence/abondance des espèces et la nature/intensité des facteurs environnementaux. La végétation a donc été prélevée dans 128 quadrats de 1 m² répartis sur les 240 km de côtes et sur les 300-400 m de largeur de la dune (Fig. 3). Au sein de chaque quadrat, une vingtaine de mesures environnementales ont été effectuées pour mesurer des facteurs de perturbation (ex : hauteur d’ensablement, intensité du vent) et de stress (ex : humidité de l’air et du sol, température de l’air, conductivité, pH, dépôts d’azote atmosphérique, C et N du sol, granulométrie). Le traitement de ces données par analyses statistiques a permis de mettre en évidence de fortes corrélations entre les facteurs environnementaux et la végétation. Il est ressorti de cette analyse que la distribution des espèces végétales, à l’échelle locale, dépendait principalement de la perturbation par l’ensablement. En d’autres termes, la forte zonation de la végétation (succession dunaire) et l’augmentation de la diversité végétale vers les terres s’expliquent avant tout par la diminution de l’ensablement. De plus, contrairement aux idées reçues, la fertilité diminue le long de la succession végétale en allant vers les terres. A l’échelle régionale, les fortes variations de végétation ont surtout été expliquées par les facteurs de stress (principalement hydrique tel que la pluviométrie) plutôt que par des facteurs de perturbation (ex : zone d’érosion/ accrétion). Cependant il est apparu à l’issu de ces résultats que l’environnement à l’échelle régionale n’expliquait pas à lui seul la forte diversité observée dans le nord, suggérant ainsi l’importance d’autres facteurs tels que les interactions biotiques, les facteurs de dispersions ou les facteurs historiques (gestion ancienne de la dune).

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L'importance des interactions entre plantes

Figure 4 : exemple de facilitation du ciste à feuille de sauge (Cistus salvifolius) par l’immortelle des sables (Helichrysum stoechas). Le ciste est la plante centrale à feuilles vert vif.
Figure 4 : exemple de facilitation du ciste à feuille de sauge (Cistus salvifolius) par l’immortelle des sables (Helichrysum stoechas). Le ciste est la plante centrale à feuilles vert vif.

Les interactions biotiques de type plante-plante ont fait l’objet d’une étude approfondie dans ce travail de recherche. En effet, les milieux dunaires présentent l’avantage d’être fortement contraints par les conditions environnementales et peuvent ainsi donner lieu à des interactions positives entre les plantes. On utilise le terme « facilitation » lorsqu’une espèce (appelée nurse) améliore les performances d’une autre espèce cible en la protégeant par exemple du vent, de l’ensablement ou de la forte luminosité. Il peut s’agir d’un effet facilitateur sur la survie, la croissance des plantes voir sur la diversité de la communauté. A l’inverse, lorsqu’une plante à un effet négatif sur les performances d’une espèce cible on parle de « compétition » pour les ressources ou pour l’occupation de l’espace. Les études sur la compétition sont nombreuses (applications directes en agronomie), et ce n’est que depuis une vingtaine d’années que les études portant sur la facilitation ont vu le jour. De nombreuses lacunes et interrogations existent sur l’importance de la facilitation et en particulier sur son rôle pour la diversité. 

Des expérimentations in situ ont été réalisées pour mesurer ces interactions entre plantes le long de la côte Aquitaine. Le principe de ces expérimentations est de mesurer les performances des plantes avec des espèces voisines (nurse) ou sans espèces voisines (sable nu). Contrairement à notre hypothèse initiale, les plantes de dunes mobiles (Oyat, Chiendent des sables) ne facilitent pas les plantes de dunes fixées (Canche blanchâtre, immortelle des sables) vis-à-vis de l’ensablement. Des interactions positives (Fig. 4) et négatives (en fonction des espèces cibles, de l’année et des variables mesurées) ont cependant été mesurées dans les dunes fixées mais ne semblent pas expliquer les variations de diversité à l’échelle locale. Bien que les interactions biotiques agissent à l’échelle de l’individu, des variations à l’échelle régionale suggèrent que la facilitation peut expliquer la forte diversité dans les dunes du nord de l’Aquitaine. Enfin, de nombreuses évidences de terrain semblent indiquer un contrôle important de la végétation par les lapins ou autres herbivores. La mise en place de protocoles expérimentaux mesurant ces interactions indirectes devrait permettre de quantifier le rôle de ces mammifères sur la diversité végétale des dunes.

 

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Changements globaux et milieu dunaire

L’ensemble de ces résultats a permis d’enrichir les débats et modèles actuels sur les mécanismes à l’origine des variations de diversité des communautés végétales. Améliorer nos connaissances théoriques est une étape incontournable si l’on veut comprendre et prédire les impacts des changements globaux sur la biodiversité mais aussi d’enrichir nos connaissances sur la gestion conservatoire de ces milieux.

Parmi les 5 changements globaux classiquement énumérés (Sala et al. 2006), 4 sont susceptibles d’affecter à long terme les communautés végétales en Aquitaine. Il s’agit des  changements d’utilisation des terres, des changements climatiques, des dépôts d’azote atmosphérique et des invasions biologiques. L’augmentation de la concentration en CO2 dans l’atmosphère ne sera pas discutée ici en raison du peu d’éléments à disposition, mais il semble que l’impact de ce facteur sur les communautés végétales dunaires soit peu perceptible comparativement aux 4 autres changements globaux. Parmi ces 4 autres changements globaux, figurent tout d’abord les changements d’utilisation des terres (ex : déforestation, urbanisation). A l’échelle mondiale, il s’agit du facteur majeur à l’origine de la chute de la biodiversité dans les écosystèmes naturels. Sur le littoral Aquitain, cela se traduit par des secteurs surfréquentés ou utilisés à des fins détournées qui dégradent considérablement le milieu (ex : motos dans les dunes). Cependant, ce facteur est relativement bien contrôlé sur le littoral Aquitain en raison d’importantes  mesures de gestions par le Conservatoire du Littoral ou par la mission littorale de l’ONF (ex : sensibilisation du public, sentiers d’accès aux plage, barrières, etc). Le second changement global concerne les changements climatiques principalement via les modifications de précipitations (impact sur la flore à l’échelle régionale) et via l’augmentation des tempêtes qui augmenteront ainsi les fréquences et hauteurs d’ensablement (impact sur la flore à l’échelle locale). Viennent ensuite les dépôts d’azote atmosphérique qui dans le sud de l’Aquitaine  (environ 22 kg N ha-1 an) dépassent largement les seuils critiques proposés pour ces habitats (10-20 kg N ha-1 an). Ce secteur au sud de l’Aquitaine, plus fertile, se caractérise aussi par une abondance croissante en espèces invasives (principalement le Séneçon du Cap) qui peuvent par compétition éliminer des espèces natives moins compétitives, et donc diminuer la biodiversité. En raison de faibles potentialités de migration des espèces à l’échelle régionale (bande de quelques centaines de mètres, vents dominants, barrières naturelles telles que le bassin d’Arcachon ou l’estuaire de la Gironde) et à l’échelle locale (dunes situées entre l’océan et les forêts de pins maritime), la végétation dunaire est particulièrement vulnérable à ces changements agissant à des échelles temporelles courtes.