Geneviève Drifte 3Sb

Julien Wallet mai 2000

Regard sur la nature

Compte rendu d'une sortie sur le terrain dans le cadre d'un cours sur l'écologie

Biologie 3e trimestre

M. Lombard Collège Calvin

Introduction :

Au cour de ce trimestre, nous avons abordé un sujet essentiel: l'écologie. Mais qu'est-ce que l'écologie ? C'est une science qui étudie les milieux où vivent les êtres- vivants ainsi que les rapports de ces êtres entre eux et avec le milieu.

Pour mieux comprendre ce qui nous entoure et ce dont nous dépendons, ce que nous aurions tendance à oublier, nous nous sommes rendus dans le cadre du cours de biologie sur le terrain. L'intérêt de cette sortie est d'essayer d'observer sur le terrain les espèces végétales et de comprendre leurs relations entre elles ainsi qu'avec le milieu physico-chimique. Il est en effet impossible de reconstituer en laboratoire un écosystème proche de la réalité, le nombre de facteurs étant beaucoup trop important. D'autre part, les hommes se recentrent de plus en plus sur la ville et oublient quelque peut l'environnement. De ce fait, une excursion sur le terrain permet de mieux se rendre compte et de se remémorer de quelques principes qui règlent notre environnement dit "naturel".

L'endroit que nous avons étudié est à la lisière d'une forêt. L'intérêt de cet endroit est la transition entre l'état de prairie et la forêt. Dans ce rapport, nous allons ainsi tenter de comprendre comment s'effectue cette transition.

Matériel et méthodes :

Heure et situation géographique :

Les mesures ont été prises entre 9h00 et 9h30. Le temps était ensoleillé et il n'avait pas plu depuis deux jours. L'altitude est d'environ 350 mètres au-dessus du niveau de la mer.

Le pont de Sierne (endroit étudié) se trouve en Suisse (coordonnées: 46°nord; 6° est) sur le continent européen. Le climat est un climat tempéré à caractère océanique, c'est-à-dire que les étés restent relativement frais.

Situation de l'endroit observé :

L'endroit observé se trouve à la lisière d'une forêt. D'un coté nous avons donc la forêt et de l'autre, séparé par un petit chemin à peine visible, et de l'autre côté par une prairie de graminées ayant subit l'influence de l'homme (cf. photographie de la page de titre). Cette prairie doit être plusieurs fois fauché à la machine par année. Du côté de la forêt, la transition avec la prairie s'effectue avec des graminées et des petit débuts d'arbres, comme des Prunus spinosa de 20 cm de hauteur. Cette zone semble être fauchée par l'action de l'homme de une à deux fois par année. A environ 30 mètres de là, à l'intérieur de la forêt, se trouve un cour d'eau d'une largeur de 2 mètres. Celui-ci se jette dans une rivière à environ 80 mètres de l'endroit étudié. D'où une certaine humidité du sol dans les environs. A peine à vingt mètres de notre endroit se trouve en amont sur un pont une large route, mais avec peu de trafic.

 

Voici le plan schématisé de notre endroit :

 

Matériel utilisé :

Nous avons utilisé sur le terrain:

-Un luxmètre

-Une petite pelle circulaire pour pouvoir extraire la terre d'environ 10 cm de profondeur.

-Un appareil photographique numérique

Nous avons utilisé en salle d'informatique:

-Un logiciel sur ordinateur Macintosh qui permet d'exploiter la base de données de la flore Suisse (disponible au CPTIC et au Collège Calvin).

- Une clé d'identification des arbres et arbustes

Observations :

Nous avons mesuré les valeurs suivantes:

- La lumière qui parvient au sol en lux et en % de la lumière totale

- L'humidité du sol (en touchant avec les doigts)

- La granulosité du sol

- La quantité de litière (mesuré approximativement à l'œil)

- La richesse du sol (déterminée au touché et à l'odeur)

- La structure de la végétation (importance approximative des différentes strates)

- La détermination de quelques espèces végétales grâce à la clé d'identification et par la suite dans

la base de données (Schweizer Flora Arten)

Résultats :

1 ) La lumière :

Nous avons mesuré en deux points différents, dans la prairie et à la lisière de la forêt, la lumière qui parvient au sol en lux :

 

 

Point prairie

 

Point lisière

Mesure 1

6250 lux

1900 lux

Mesure 2

5280 lux

1560 lux

Mesure 3

6310 lux

non effectuée

 

Moyenne

5947 lux

1730 lux

Nous avons calculé la lumière qui parvient au sol en pourcentage de la lumière totale. La valeur de la lumière totale est de 6310 lux. Le pourcentage de lumière arrivant :

-au point prairie est de 94 %

-au point lisière est de 27 %

2 ) Humidité du sol :

point prairie : humide

point lisière : humide

3 ) Granulosité du sol :

point prairie : fin

point lisière : fin

4 ) Quantité de litière :

point prairie : 0,1 [cm]

point lisière : 1,5 [cm]

5 ) Richesse du sol :

point prairie : odeur forte de l'humus, colle au doigt, gras

point lisière : odeur moins marquée et colle moins, gras

6 ) Structure de la végétation :

Nous avons évalué l'importance relative de chaque strate :

point prairie : herbacée 100 %

arbustive 0 %

arborée 0 %

point lisière : herbacée 10 %

arbustive 40 %

arborée 50 %

7 ) Nous avons déterminé 12 espèces à l'endroit étudié, nous les avons répertorié dans un tableau :

 

Espèce végétale à la lisière

 

Abondance (%)

 

F

 

L

 

N

Prunus spinosa

10

2

4

3

Ranunculus acris

3

3

3

3

Corylus avellana

20

3

3

3

Aesculus hippocastanum

10

3

2

3

Carpinus betulus

17

3

2

3

Cornus sanguinea

10

3

3

3

Hedera helix

30

3

2

3

 

Espèces végétales dans la prairie

 

Abondance (%)

 

F

 

L

 

N

Trifolium repens

10

3

4

4

Leucobryum glaucum

10

3

3

3

Ranunculus acris

10

3

3

3

Taraxcum officinale

10

3

4

4

Poa pratensis

60

3

4

3

Les valeurs écologiques :

F : valeur d'humidité

2 : sec

3 : grande amplitude écologique, mais évite les sols très mouillés ou très secs

L : valeur de lumière

2 : ombragé (3 à 10 % de l'intensité lumineuse)

3 : pénombre, rarement en pleine lumière

4 : pleine lumière, mais la plante supporte temporairement l'ombre

N : richesse du sol (particulièrement en azote)

3 : moyennement riche en Azote

4 : riche en azote

L'abondance des espèces végétales représente en pourcentage la couverture du sol.

Particularités pouvant avoir une influence sur la répartition des espèces :

La prairie :

Pente : Le terrain est plat, mais à coté d'une pente dû à la présence d'un pont routier.

Action de l'homme : La prairie est fauché plusieurs fois par année par l'homme.

La lisière de la forêt :

Humidité : présence d'un cours d'eau à 20 mètres et plus loin d'une rivière, mais qui n'a pas forcément une grande influence sur l'humidité du sol, la pluie devant jouer un rôle beaucoup plus important.

Action de l'homme : Le bord de la forêt semble être fauché au moins une fois par année, si on considère la de la taille des petits arbres poussant à cet endroit.

Analyse :

Nous allons maintenant tenter d'expliquer pourquoi nous trouvons les espèces étudiées à cet endroit-là et en cette quantité. Il est évident que la limite entre la forêt et la prairie est déterminée par l'homme. En prenant le maximum de facteurs en compte, nous allons analyser tout ce qui concerne la prairie, puis ce qui concerne la forêt pour arriver à une conclusion sur les facteurs dont le rôle dans la répartition des espèces a pu être mis en évidence.

La prairie :

Dans la prairie, comme les herbes sont souvent fauchées, les arbres et arbustes ne peuvent se développer correctement. Ils ne sont pas comme les graminées qui peuvent plus facilement repousser après avoir été coupé. La tonte favorise les herbes, car elle empêche la progression vers la forêt. D'autre part, l'herbe s'est adaptée au broutage au cours du temps, et c'est pourquoi elle repousse d'autant mieux après la tonte. C'est une préadaptation à la tonte.

Un petit arbuste, au contraire, lorsqu'il est tondu, ne peut que difficilement repousser.

De ce fait, il n'y a pas de strate arbustive ou arborée, et de ce fait la strate herbacée bénéficie de beaucoup de lumière. C'est pourquoi nous y trouvons du trèfle, du pissenlit et des graminées, qui ont chacun besoin de beaucoup de lumière.

Qu'une plante réussisse à s'imposer ou non, cela dépend des conditions liées à l'espèce. Nous le voyons avec le cas de la renoncule : on la trouve aux endroits avec beaucoup d'engrais, donc riche en azote, et humide. La présence de la luzerne et du pissenlit est significative d'un sol gras, probablement à cause de l'engraissement artificiel de la prairie, même si elle est maintenant laissée à l'état semi-naturel. Cela corrobore les hypothèses que nous avons faites à propos de la richesse du sol. En effet, nous avions supposé que le sol était plus riche dans la prairie.

L'humidité n'entre pas vraiment en compte dans la répartition des espèces, car elle est à peu près la même dans la prairie ou dans la forêt. En tout cas, la présence d'un cours d'eau dans le secteur ne semble pas influencer la répartition des espèces. En effet, toutes les espèces observées poussent généralement sur un sol humide ou même sec, dans le cas du Prunus spinosa.

La lisière :

A la lisière de la forêt, le pourcentage de lumière arrivant au sol est plus faible qu'en plein soleil. En moyenne, toutes les espèces végétales présentes à cet endroit se complaisent dans la pénombre. La renoncule âcre, le noisetier et le cornouiller vivent donc en équilibre avec le prunellier qui au contraire a besoin de beaucoup de lumière et qui avec son feuillage fait de l'ombre aux plantes en-dessous.

La présence de beaucoup de lierre (Hedera helix), qui s'arrête juste au bord la forêt, est due au fait qu'elle n'a pas besoin de beaucoup de lumière. Elle n'est donc pas en compétition avec les graminées de la prairie, car ces derniers n'arrivent pas à bien pousser à l'abri de la lumière, sous les arbres. On trouve d'autres arbres qui supportent les zones ombragées comme le charme et le marronnier, et on trouve justement vers le côté intérieur de la lisière.

L'intensité lumineuse ne représente pas le principal facteur limitant de la croissance végétale, mais l'ombre créée par le couvert de la forêt provoque une compétition farouche dans les strates inférieures.

S'il y a peu de strate herbacée, c'est qu'elle ne peut survivre, car la lumière est cachée par les espèces végétales plus grande et imposante. On trouve à la lisière de la forêt encore beaucoup d'arbustes, mais qui ne survivront pas longtemps, si les arbres continuent à pousser dans la direction de la prairie. La lisière est donc bien l'endroit où on peut bien observer la transition d'un champs jusqu'à l'état de forêt, à condition que l'homme n'intervienne pas.

Au bord extérieur de la lisière se trouve un nombre important de graminées. En effet, la proximité de la prairie " pollinise " fortement cette zone, toutefois, elles sont couvertes par les arbustes et par les arbres, et donc elles ont de la peine à survivre. Dès qu'il y a des zones d'ombre, il y a un arrêt net entre la zone des graminées et la zone d'ombre.

La lumière modèle l'apparence de la lisière. Toutes les branches sont dirigées vers l'extérieur pour avoir un maximum de lumière. Comme la surface du sol est délimitée par l'action de l'homme, nous pouvons observer une forme tendant vers la forme d'un " r ".

On constate qu'il y a moins de litière dans la prairie, car il n'y a que peu de matière végétale qui tombe ou comme on le suppose, si la prairie est fauchée, les herbes sont ramassées pour servir probablement de fourrage au bétail. La productivité primaire de la forêt est beaucoup plus grande, et de ce fait, bien plus de matière végétale tombe au sol (comme les feuilles des arbres). Toutefois, cela ne modifie visiblement pas la répartition des espèces.

Conclusion :

La répartition des espèces est causée par des facteurs abiotiques (ou physico-chimiques), tels la température, la lumière, l'humidité et les nutriments ; et par des facteurs biotiques, c'est-à-dire toutes les interactions entre les organismes. Nous n'avons pas étudié les facteurs biotiques, et parmi les facteurs abiotiques, nous nous sommes seulement vraiment penchés que sur trois d'entre eux : la lumière, la richesse du sol (surtout en azote) et l'humidité. Malgré le peu de facteurs pris en compte de façon approfondie (les étudier tous serait une tâche quasiment impossible à réaliser, à la vue de la complexité des interactions entre elles), nous avons pu obtenir des résultats satisfaisants quant au rôle de ces facteurs dans la répartition des espèces. En effet, nous avons tenté d'évaluer approximativement sur le terrain la valeur de nos trois facteurs. Ensuite, nous avons relevé les espèces qui vivent à cet endroit et cherché dans quels milieux elles vivent généralement. Ce qui est intéressant, c'est que nos résultats coïncident avec ce que nous avons relevé sur place. En d'autres termes, grâce à l'identification d'une douzaine de plantes poussant au même endroit, il est possible de connaître le milieu où elles vivent, et réciproquement.

Ainsi, certaines espèces sont plus aptes à vivre dans certaines condition, soit parce qu'elles leurs conviennent parfaitement, soit parce qu'elles ne sont pas nombreuses à pouvoir le faire, et de ce fait la concurrence y est moins rude. Ces conditions déterminent donc la répartition des êtres vivants qui y vivent. Nous pensons qu'avec seulement trois facteurs abiotiques étudiés, nous avons pu mettre cela en évidence, et cela était le but de ce rapport. Maintenant, c'est à chacun de faire l'expérience de son côté pour voir l'importance et les différentes interactions entre les différents facteurs, qu'ils soient abiotiques ou biotiques (ce qui est plus difficile à faire).

Une telle démarche concerne tout le monde, car tous les êtres humains dépendent de l'ensemble des organismes vivants de notre planète. Nous pouvons ainsi mieux nous rendre compte des conséquences que pourrait entraîner le comportement des hommes sur la modification de certains de ces facteurs.

Bibliographie :

1 ) Clé d'identification des arbres et arbustes de nos régions, Jeanne Covillot, Octobre 1985

2 ) Les arbres des forêts, 2e Biologie Tavernier Bordas

3 ) Biologie Campbell, Adaptation scientifique de Richard Mathieu, DeBoeck Université, 1995

4 ) Objectif Vie, Günter Rabisch, Dr. Karl-Heinz Scharf, Prof. Dr. Wilhelm Weber , Traduction de Bernard Python, François Croset, Editions L.E.P., 1992

5 ) Atlas mondial, Bedahofmann, Jürg Peter Huber, Editions Kümmerly + Frey, 1992

6 ) Base de données de la flore Suisse, Schweizer Flora Arten