29 notions-clefs : la forêt

La forêt - écosystème
Auteurs : Bruno FADY(plus d'infos)
Résumé :
Document issu de l'ouvrage "29 notions clefs pour savourer et faire savourer la science - primaire et collège", paru aux éditions Le Pommier en août 2009.
Publication : 16 Mai 2014

La forêt et l’écosystème actuel

Différents niveaux d’échelle sont également perceptibles à un moment donné, sur un plan spatial. La diversité des perceptions de la forêt dans l’espace s’explique aussi par des différences dans les niveaux d’appréciation de chacun d’entre nous : certains voient le paysage, d’autres l’écosystème, d’autres encore le groupe d’arbres ou l’arbre, d’autres enfin la branche, la feuille ou l’aiguille, la cellule, la chlorophylle, la molécule... Et comme précédemment, il s’agira de savoir bien se situer dans un niveau donné pour espérer formuler les bonnes questions, bâtir les bons protocoles et obtenir des réponses sensées. Qui ne seront que celles obtenues dans ce cadre.
Supposons que dans une forêt donnée nous sachions décrire les individus qui composent l’écosystème et les rattacher à des groupes morphologiques et fonctionnels, les espèces. Nous pouvons en compter les effectifs et repérer la position des individus de chaque espèce dans un milieu donné, faire de la démographie. Ces individus, qu’ils appartiennent à une même espèce ou pas, interagissent entre eux et avec leur milieu et forment une communauté. Leur position dans l’espace et le temps (individus jeunes ou âgés) a donc un sens pour la description fonctionnelle de l’écosystème, par exemple pour étudier la structuration du milieu physique dans l’espace. Les espèces végétales sont immobiles, par définition : on peut raisonnablement penser qu’elles n’ont pu pousser en un endroit donné que si le milieu, notamment physique, leur convient localement, parce qu’elles ont pu arriver là et parce qu’elles s’y sont adaptées.

Prenons comme exemple une forêt typique du centre du département du Var. Première constatation : les espèces végétales présentes dans cette forêt, notamment le pin d’Alep (photo ci-contre), le chêne pubescent, le chêne kermès (Quercus coccifera), la viorne-tin (Viburnum tinus), le romarin (Rosmarinus officinalis), le thym (Thymus vulgaris), le brachypode rameux (Bachypodium ramosum) sont des espèces liées au climat méditerranéen, qui est caractérisé par une sécheresse estivale marquée. Deuxième constatation : on ne trouve pas d’espèces végétales typiques des milieux siliceux provençaux comme le ciste de Montpellier (Cistus monspelliensis) ou la bruyère arborescente (Erica arborea) : ces plantes ne supportent pas la présence de calcaire actif dans le sol, qui entraîne, chez elles, des chloroses par déficience d’absorption de certains ions. L’absence de telles espèces laisse donc supposer que le milieu est calcaire. Notre oeil de botaniste sera attiré par un buisson portant, à l’automne, des fleurs blanches en clochettes et des fruits rouges, l’arbousier (Arbutus unedo), qui lui pousse difficilement si le sol contient du calcaire actif. Il faut donc supposer que la roche mère est généralement calcaire, mais que localement le sol contient peu, ou pas, de calcaire actif (ce qui serait vite confirmé par un test avec de l’acide chlorhydrique, qui a la propriété de devenir effervescent au contact du calcaire).
Houppiers de pins d’Alep. © INRA

 Les végétaux sont utilisés comme indicateurs, comme marqueurs de la diversité et de l’organisation du milieu physique. Tous n’ont pas la même valeur pour décrire le milieu physique, et la connaissance de leur biologie et de leur écologie est nécessaire pour ce travail d’enquête écosystémique. Il aura fallu aux écologistes experts dans ce domaine sonder le sol par de nombreuses fosses pédologiques pour établir des relations statistiquement satisfaisantes entre la présence (et la répartition locale) d’un taxon et la structure du sol et de la roche mère. La carte de répartition des végétaux indicateurs peut alors se superposer à une carte pédologique.

La forêt et l’écosystème passé : impact humain et forêt naturelle

Quelle est la place de l’homme dans cette forêt que nous décrivons et dont nous essayons de comprendre le fonctionnement à plusieurs niveaux ? Livrons-nous à un exercice, dans cette forêt varoise que nous avons prise en exemple, qui consiste à déceler la présence de l’homme dans le paysage. On observe des champs de lavande et d’oliviers au milieu de forêts de pins et de chênes. Nul doute que les champs sont d’origine humaine, créés par ouverture au sein des massifs forestiers. Mais la forêt elle-même dans ce paysage ? L’appréciation varie selon que l’on est rural ou citadin dans l’âme, le citadin associant plus volontiers le végétal au « naturel ». Mais au fond, qu’est-ce que le naturel ? L’homme est-il naturel ? Et nous voici repartis dans une démarche descriptive : l’homme est naturel car il appartient au règne animal. Il est une composante de très nombreux écosystèmes parce qu’il y joue un rôle majeur dans les flux de matière et d’énergie. Est-il plus naturel quand il est cueilleur-chasseur que quand il est agriculteur avec un tracteur, voire bâtisseur de ville ? En fait quand on parle de naturel, on exclut souvent l’homme, en raison de l’intensité de la perturbation qu’il peut exercer sur les écosystèmes. Pour enlever toute connotation culturelle ou tout jugement de valeur, donc pour utiliser des descripteurs aussi peu ambigus que possible, on parlera de l’impact humain. Dans notre forêt varoise modèle, l’impact humain peut, à première vue, sembler faible sur sa composition et sa structure. Il suffit de regarder la répartition des végétaux en fonction de leur classe d’âge (observation spatiale renvoyant à un niveau d’échelle temporel) pour se convaincre du contraire. Un sous-bois ne comportant quasiment aucun arbuste, où l’on peut facilement circuler et où les jeunes arbres et les semis d’arbres sont très peu nombreux, indique une intervention humaine régulière.

Un aspect de jardin dans une forêt est en général l’indication d’une intervention humaine. En région méditerranéenne, la nécessité d’une intervention autour des habitations est réglée par la réalité des incendies de forêt et par la législation qui impose le débroussaillement autour des habitations sur un rayon d’au moins 50 mètres. Il s’agit de diminuer la biomasse combustible et de créer des discontinuités spatiales afin d’empêcher la propagation du feu du sol vers la strate arborée. L’incendie en région méditerranéenne française est aussi lié à l’activité humaine. Il n’existe quasiment pas d’incendie d’origine « naturelle » : une nouvelle fois ce terme est utilisé pour désigner une cause non humaine. Dans ce que nous avons défini ci-dessus, il faudrait dire qu’il n’existe presque pas d’incendie sans activité humaine en région méditerranéenne. Ce qui n’est pas le cas d’autres écosystèmes sur la planète, où les composantes physiques du milieu naturel (la foudre notamment) sont une cause importante de départs de feux. En région méditerranéenne, l’existence d’une causalité quasi exclusivement humaine dans l’origine des incendies a permis l’émergence d’une science de l’histoire des écosystèmes passés fondée sur la présence de charbons de bois dans le sol, la pédoanthracologie. Les études qui en découlent montrent l’importance du feu pour l’homme devenu agriculteur : les charbons de bois sont présents dans tous les sols méditerranéens, et cela depuis 8 000 à 10 000 ans. Le feu, plus ou moins apprivoisé par l’homme, est donc aussi un outil agricole et, de plus en plus, sylvicole. Ces charbons de bois, dont l’anatomie est conservée et qui peuvent souvent être rattachés sans ambiguïté à un taxon donné, indiquent aussi que, pour une période où le climat a peu changé, les écosystèmes passés étaient différents des écosystèmes actuels. Cette vision historique est confirmée par l’étude d’autres marqueurs, comme les pollens, les insectes ou les gastéropodes fossilisés dans les sédiments lacustres et les tourbières. L’impact humain est donc ancien et profond en région méditerranéenne, et dans beaucoup de régions du monde (voir la photo ci-contre). Ce qui semble avoir toujours existé, à l’échelle humaine, n’est en fait qu’une des trajectoires possibles de l’évolution des écosystèmes.
Effet multiple de l’impact humain sur le paysage. Exemple pris dans le Péloponnèse, en Grèce. Au premier plan, pelouse issue du pâturage ovin et caprin (noter les buissons en coussinets, typiques de refus de pâturage). Derrière, reboisement en cyprès, exotique dans cette région. Sur la première colline de droite, présence d’une végétation de type « maquis », issue de l’incendie. Au dernier plan enfin, forêt de sapin de Céphalonie, Abies cephalonica, espèce autochtone dans la région. Collection personnelle de l’auteur.

L’observation instantanée de l’écosystème nous permet d’envisager son évolution potentielle ainsi que son histoire. De même que précédemment lorsqu’il était question de phylogénie, une observation synchronique (à un moment donné) nous permet un positionnement diachronique (suivi des changements dans le temps), pour peu que nous ayons acquis une démarche descriptive suffisamment élaborée (ici la connaissance de la taxonomie et de la biologie des espèces) et que nous soyons capables de l’utiliser comme marqueur des phénomènes que nous cherchons à étudier (ici l’évolution dans le temps).

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