La succession écologique de l’hydrosystème ligérien

La succession écologique de l’hydrosystème ligérien

L’analyse de l’évolution des habitats au niveau du secteur d’étude de la Loire moyenne concerne essentiellement la dynamique naturelle connue sous le terme de succession écologique, qui est l’évolution classique des différents habitats du milieu ligérien (Greulich, Guitton, et Lacroix 2016). Par définition, la succession écologique est l’établissement de plusieurs stades de végétaux successifs pour arriver à un stade terminal qui est, dans le cas d’un système ligérien, le stade de forêt de bois dur (Abida 2007). La succession écologique peut également être définie comme étant une transition locale d’une unité paysagère à une autre en changeant la composition des espèces (Geerling et al. 2006). Dans le cadre de cette succession, plusieurs habitats différents peuvent se succéder. En effet, en premier lieu, la succession écologique démarre à partir des grèves et des bancs de sable, c’est-à dire à partir d’un terrain nu et vierge de végétation. Par la suite, des petites herbacées vont pouvoir se développer sur ces espaces inoccupés. Dans un second temps, des espèces pionnières correspondant à la famille des salicacées vont prendre le relais de ces petites herbacées voire même s’installer directement à partir des grèves vierges de végétation. Enfin, ces dernières vont se développer pour devenir successivement des bois tendres arbustifs puis une forêt de bois tendre qui évoluera dans le stade climax, c’est-à-dire terminal, de la succession écologique ligérienne qui est la forêt de bois dur (Cornier 2002 ; Geerling et al. 2006 ; Abida 2007 ; Greulich Guitton, et Lacroix 2016).

Le premier stade est le stade vierge de toute végétation correspondant aux habitats des grèves et des bancs de sable (Abida 2007). Ce milieu est particulièrement extrême pour la végétation (Cornier 2002). En effet, celui-ci est situé directement à proximité du lit mineur de la Loire donc fortement soumis aux crues et aux inondations (Wintenberger et al. 2015 ; Greulich, Guitton, et Lacroix 2016 ; Wintenberger et al. 2017). Ces crues créent des conditions de stress comme la force de trainée, l’étouffement, l’érosion du substrat ou encore l’enfouissement de la végétation (Wintenberger et al. 2017 ; Lefebvre et al. 2019). Par ailleurs, lors de la  saison estivale, la température à la surface des grèves peut atteindre une cinquantaine de degrés Celsius avec une exposition à la lumière particulièrement conséquente constituant également un facteur limitant à la croissance de la végétation (Greulich, Guitton, et Lacroix 2016 ; Wintenberger et al. 2017 ; Lefebvre et al. 2019).

Sur ces milieux extrêmes, deux stades peuvent se développer qui sont les petites végétations herbacées ainsi que les espèces pionnières qui correspondent aux salicacées (Cornier 2002 ; Wintenberger et al. 2015 ; Wintenberger et al. 2017).

Ces petites végétations herbacées peuvent former des communautés différentes en fonction de s’il s’agit d’une grève plutôt humide ou d’une haute grève plus sèche (Cornier 2002). Au niveau des grèves les plus humides, deux communautés herbacées sont majoritairement observables. La première concerne les communautés des grèves humides à développement estival avec notamment le chénopode rouge (Chenopodia rubri) qui se développent sur des grèves sableuses riches en nutriments et inondées pendant une grande partie de l’année (Cornier 2002). La seconde concerne les communautés des basses vaseuses du lit mineur avec essentiellement le groupement Bidention tripartitae qui sont situées plus particulièrement au niveau des petites dépressions des grèves du lit mineur ou au niveau des berges (Cornier 2002). En addition, il est possible de recenser des espèces nitrophiles comme notamment d’autres espèces du genre Bidens (Cornier 2002 ; Abida 2007). Dans le cas des hautes grèves, les communautés pionnières alluviales des sables secs du lit mineur sont très diversifiées puisqu’elles appartiennent à de nombreux taxons différents (Cornier 2002). Ces communautés s’organisent essentiellement sous la forme d’une friche herbacée très héliophile sur les grèves non ombragées et constituées d’un substrat sableux ou graveleux (Cornier 2002). Lors de l’été, ce sont les espèces les plus résistantes à la sécheresse qui se développent puisque les conditions sont alors mésoxérophiles voire xérophiles (Cornier 2002). Par ailleurs, il est possible de voir se développer des phragmitaies, des hélophytes et des mégahorbiaies sur les sites proches d’une nappe d’eau ou d’un substrat retenant l’eau, c’est-à-dire au niveau des berges, des annexes hydrauliques et des espaces marécageux (Cornier 2002).

Au niveau des grèves se développent d’autres espèces pionnières correspondant aux salicacées et notamment les saules et les peupliers (Cornier 2002 ; Wintenberger et al. 2015 ; Greulich, Guitton, et Lacroix 2016 ; Wintenberger et al. 2017; Lefebvre et al. 2019). Parmi les salicacées, les espèces qui se développent majoritairement au niveau de la Loire moyenne sont le peuplier noir (Populus nigra), le saule blanc (Salix alba) ou encore le saule pourpre (Salix purpurea) (Lefebvre et al. 2019). Ces espèces s’installent sur les grèves du fait qu’étant des espèces pionnières héliophiles très peu compétitives, celles-ci constituent des milieux extrêmement stressants pour de très nombreuses espèces qui ne peuvent s’y installer favorisant l’installation de ces salicacées (Cornier 2002 ; Wintenberger et al. 2017).

Ces salicacées vont ensuite se développer pour atteindre le stade de bois tendre arbustif. Ce stade se caractérise par une hauteur n’excédant pas 3 m (Abida 2007). Le bois tendre arbustif peut prendre quatre formes distinctes au sein de la succession écologique ligérienne (Cornier 2002) :

– La saulaie buissonnante à Salix triandra et Salix viminalis est la strate ligneuse la plus pionnière puisqu’étant localisée dans les sites topographiques les plus bas et donc à proximité du lit mineur de la Loire.
– La saulaie buissonnante à Salix purpurea de bas niveau qui est également développée à proximité du lit de la Loire à la différence qu’elle nécessite un substrat grossier notamment à base de graviers.
– La saulaie buissonnante à Salix purpurea de haut niveau située tout simplement à des hauteurs plus élevées que la précédente.
– La saulaie buissonnante à Salix acuminata qui se développe uniquement dans les vals humides à la suite des phragmitaies et de certaines mégaphorbiaies hygrophiles.

La mosaïque changeante des habitats

À partir de cette succession écologique, la variation du paysage dans l’hydrosystème ligérien suit deux processus différents qui sont la succession et le rajeunissement impliquant une modification de la composition des espèces (Geerling et al. 2006). La succession concerne l’évolution locale d’un paysage dans le sens progressif de la succession écologique tandis que le rajeunissement est l’inverse, c’est-àdire est un retour à un stade antérieur de la succession écologique (Geerling et al. 2006). Le cumul de ces processus permet de créer des espaces naturels dotés d’un paysage diversifié et d’une grande biodiversité (Geerling et al. 2006). Le problème que peut actuellement rencontrer la Loire moyenne, puisqu’il s’agit d’un milieu semi-naturel, est d’avoir une faible proportion de rajeunissement pouvant ainsi causer une diminution de la biodiversité dans le futur (Geerling et al. 2006). Dans l’hydrosystème ligérien, la liberté accordée au lit de la Loire permet à celle-ci d’établir des mécanismes hydrogéomorphologiques qui vont créer le processus de rajeunissement par érosion des rives extérieurs des méandres et un dépôt des sédiments dans les rives intérieurs (Geerling et al. 2006). Cela va ainsi rajeunir des portions de paysage tandis que d’autres vont évoluer de manière progressive à la succession (Geerling et al. 2006). Le paysage créé est ainsi très hétérogène spatio temporellement à l’échelle locale mais relativement stable à très large échelle créant ainsi une structure en mosaïque (Geerling et al. 2006). Ce phénomène se prénomme ainsi le concept de mosaïque en régime permanent ou encore méta-climax (Geerling et al. 2006). Ce phénomène étant très influencé par le régime d’écoulement, le régime de sédimentation, la géologie, le climat ou encore les propriétés biogéographiques (Geerling et al. 2006).

Matériels et Méthodes

Site d’étude

Le site de l’étude est situé au niveau de la Loire moyenne, à l’aval de Tours. Plus précisément, les communes concernées par l’analyse sont Luynes et Fondettes. En effet, l’ensemble des placettes permet de délimiter 3 zones, toutes situées sur la rive droite de la Loire. La zone la plus à l’aval, que l’on appellera « Zone Aval » est située dans la commune de Luynes tandis que les 2 autres, que l’on appellera « Amont Zone Amont » et « Aval Zone Amont » sont localisées dans la commune de Fondettes (Figure 2). La « Zone Aval » représente une surface de 18 196,09 m², l’« Amont Zone Amont » une surface de 908,73 m² et l’ « Aval Zone Amont » une surface de 531,83 m².

Récupération des données

Pour pouvoir analyser le paysage du point de vue de la végétation, les données du Système d’Information sur l’Evolution de la Loire (SIEL) et notamment les couches cartographiques de la végétation ainsi que les orthophotographies correspondant au site d’étude ont été recueillies. Le SIEL est une base de données créée et rendue disponible par la DREAL Centre-Val de Loire. Ces cartes de végétation du SIEL sont créées à partir de l’interprétation des photographies aériennes prises au moment de l’étiage et vérifiées par une expertise de terrain pour décrire le plus justement possible la végétation dominante du lit mineur de la Loire. Les cartes de la végétation qui ont été récupérées dans cette analyse correspondent aux années 1999, 2005, 2015. Ces 3 années ont été choisies, dans un premier temps, suivant les cartes de la végétation qui sont disponibles et dans un second temps pour pouvoir avoir des données englobant la période d’étude allant de 2004 à 2014.

Création des classes d’habitat

Les cartes de la végétation proviennent de 2 typologies. En effet, celles datant de 1999 et 2005 proviennent de la typologie simplifiée des communautés végétales du lit endigué de la Loire (Cornier 2002) tandis que celle datant de 2015 provient de la typologie précédente et du Conservatoire Botanique National du Bassin Parisien. Les différentes occupations du sol correspondant aux classes de végétation, qui sont au nombre de 44 en 1999, 39 en 2005 et 33 en 2015 à l’échelle du tronçon, ont été regroupées en 12 habitats en s’inspirant de ceux du projet EV2B (Greulich et al. 2011), de la typologie de Cornier (Annexe 3 et Annexe 4) et du réseau d’Observation de la Biodiversité de la Loire et de ses affluents (OBLA). À noter qu’à l’échelle des zones des placettes, l’analyse est effectuée au niveau de l’occupation du sol.

Table des matières

1. Introduction
2. La succession écologique de l’hydrosystème ligérien
3. La mosaïque changeante des habitats
4. Matériels et Méthodes
4.1. Site d’étude
4.2. Récupération des données
4.3. Création des classes d’habitat
4.4. Traitement des données
5. Résultats
5.1. Les types d’habitats à l’échelle des placettes
5.1.1. Placettes « Amont Zone Amont »
5.1.2. Placettes « Aval Zone Amont »
5.1.3. Placettes « Zone Aval »
5.2. Les types d’habitats à l’échelle du tronçon
5.2.1. La diversité des habitats
5.2.2. Variation de la taille des habitats
5.2.3. Evolution des habitats à travers les années
5.2.4. La destination des habitats suivant la succession écologique
6. Discussion
6.1. Evolution à l’échelle des placettes
6.2. Evolution des habitats de la succession écologique à l’échelle du tronçon
6.2.1. Surface similaire des habitats à travers les années
6.2.2. Modifications des habitats
6.3. Comparaison entre l’évolution de l’occupation des sols au niveau des placettes et du tronçon
6.4. Comparaison avec l’évolution de la Loire moyenne
6.5. Prolifération des espèces invasives
6.6. Les limites de l’analyse
7. Conclusion
8. Bibliographie
9. Annexes

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