METHODES D’ETUDE DES PEUPLEMENTS VEGETAUX 3 eme année ECOLOGIE VEGETALE 2010/2011 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 1 • METHODE PHYSIONOMIQUE 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 2 METHODE PHYSIONOMIQUE • Elle consiste à délimiter des surfaces portant une végétation uniforme. Cette conception conduit à la notion de formation ( terme introduit par HOUMBOLDT en 1806), c’est-à-dire un groupement végétal qui doit sa physionomie à la dominance d’une ou plusieurs formes de vie (types biologiques). • Les formations sont généralement réunies en groupes ou types de formations sur la base de la nature de la strate prédominante : forêts ( de conifères, caducifoliées tempérées, méditerranéennes, tropicales). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 3 Définitions • Ensemble d’espèces réunies sur un territoire déterminé et appartenant à des formes de végétations précises qui se sont assemblées sous l’influence des conditions propres au milieu auquel elles se sont adaptées” (Warming, 1909). • Groupement de plantes ayant une physionomie particulière (Vanden Berghen, 1966). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 4 LES TYPES BIOLOGIQUES • On utilise généralement le système du Danois RAUNKIER, système en rapport avec l’adaptation du végétal à l’existence d’une saison défavorable (hiver, saison sèche). Il prend en compte le degré de protection assuré aux points végétatifs (bourgeons) à l’origine de nouveaux rameaux. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 5 A) Passage de l’hiver • Les phanérophytes (gr. Phaneros, apparent ; phuton, plante) : conservant l’essentiel ou la totalité de leurs parties aériennes : ce sont les arbres et les arbustes. Les uns conservent leurs feuilles, ralentissant simplement leur activité physiologique (sempervirents : conifères, feuillus à feuilles coriaces) ; d’autres perdent leurs feuilles à l’automne (caducifoliées). La repousse est assurée au printemps par des bourgeons formés avant l’hiver protégés par des écailles. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 6 • Phanérophytes : méga (30m), méso (8-30m), nano (0,3-8m) arbres, arbustes, lianes, plantes succulentes. • Les chaméphytes (gr. khamai , à terre, phuton, plante): dont les parties aériennes sont également persistantes mais qui sont de taille basse : on adopte conventionnellement la limite de 25 cm au dessus du sol. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 7 • Les hémicryptophytes (gr. Hêmi, à demi ; kryptos, cachés ; phuton, plante): qui ne persistent que par des parties situées au ras du sol, de sortes qu’elles sont protégées par une faible couche de neige. Les unes conservent tout l’hiver des rosettes de feuilles étalées et produisent pendant la belle saison des hampes d’inflorescence (Pissenlit) soit des tiges feuillées et fleuries (les renoncules) ; d’autres perdent leurs feuilles et conservent au niveau de la surface du sol que des bourgeons(Orties). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 8 • Les cryptophytes ( kryptos, caché ; phuton, plante) : qui subsistent que par des parties souterraines. Ce sont soit des plantes à bulbes (Tulipe, ail) soit des plantes à rhizome (chiendent). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 9 • Selon le type de sol, les subdivisions suivantes sont reconnues : • Les géophytes dont les bourgeons sont dans un sol terrestre sain ; • Les hélophytes dont les bourgeons sont dans un sol terrestre très humide comme de la vase ; Les hydrophytes dont les bourgeons sont dans un sol subaquatique ; 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 10 • Les thérophytes ou plantes annuelles (gr. Theros, saison ; phuton, plante): accomplissent tout leur cycle de développement pendant la belle saison et passent l’hiver uniquement sous forme de graines. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 11 SCHEMAS DES DIFFERENTS TYPES 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 12 Adaptation à la sécheresse • Dans les régions arides méditerranéennes et tropicales, la période critique n’est plus l’hiver mais la saison sèche. L’adaptation à celle-ci est obtenue par la réalisation de types biologiques qui sont symétriques de ceux qu’a définis RAUNKIER dans les pays à saison froide. Le cycle biologique de ces plantes, semble inversé car elles se montrent pendant l’hiver et disparaissent l’été. Parmi les végétaux désertiques adaptés à la sécheresse nous prenons les exemples suivants. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 13 Les végétaux permanents (Phanérophytes et Chaméphytes) • Un ensemble d’adaptation morphologiques et anatomiques qui consistent surtout en un accroissement du système absorbant et en une réduction de la surface évaporante. Les végétaux désertiques présentent, une hypertrophie considérable du système racinaire qui peut atteindre un volume plusieurs fois supérieur à celui des parties aériennes. Les racines sont fréquemment spécialisées vers un mode particulier d’absorption ; soit en formant un réseau horizontal superficiel pouvant utiliser l’eau de pluie et celle des condensations (rosée) ; soit un réseau pivotant accessible à la nappe phréatique lorsqu’elle existe. Les adaptations des plantes désertiques surtout en milieu sec portent sur la réduction de la surface foliaire, la diminution de la vitesse d’évaporation et la constitution de réserves d’eau à l’intérieur des tissus. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 14 Les végétaux temporaires (Thérophytes et géophytes) • Les plantes annuelles du désert apparaissent brusquement après les pluies et se développent avec une rapidité surprenante, effectuant leur cycle vital, de la germination à la fructification avant que le sol ne soit desséché (cycle de 3 à 4 mois ou 8 à 15 jours). Ces annuelles constituent souvent après les périodes de pluie, un tapis recouvrant le sol, désigné au Sahara sous le nom d’Achab, exemple de quelques Ephémérophytes de la flore saharienne ( Launaea glomerata, Shismus barbatus, Plantago albicans), âgés de quelques semaines, encore à l’état plantules mais ayant déjà fleuri ou fructifié . Les mêmes remarques peuvent s’expliquer à propos des géophytes, soit bulbeuses, soit rhizomateuses, dont l’apparition est souvent très brusque après les pluies et dont le développement est rapide. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 15 Les végétaux reviviscents • Cette forme joue un rôle limité en climat désertique, en faisant intervenir des propriétés physiologiques au niveau cellulaire. Ces végétaux sont capables de passer en vie latente sous l’effet de l’anhydrobiose et de présenter un brusque réveil de leurs fonctions physiologiques, souvent en quelques minutes au moment de réhydratation. • Anhydrobiose : suspension temporaire des activités vitales permettant à un organisme végétal ou animal de supporter une longue dessiccation (élimination de l’humidité d’un organe). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 16 • Hémicryptophytes: bourgeons au sol • • à rosette : feuilles, tige fructifère non feuillue • (Bellis perennis) 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 17 • Géophytes: organes pérennes dans le sol • • basse tige (Cirsium arvense) 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 18 • Hémicryptophytes: bourgeons au sol • • cespiteux: grosses touffes • (nombreuses Graminées et Cypéracées) 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 19 • Chaméphytes: < 25-30 cm • • succulents : organes aériens réserves d’eau • (Cactus) 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 20 • Chaméphytes: < 25-30 cm • • rampants : tiges contre le substrat • (Vaccinium oxycoccos) 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 21 • Chaméphytes: < 25-30 cm • • en coussinets : tiges serrées • (Silene acaulis) 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 22 • Chaméphytes: < 25-30 cm • • frutescents : tiges lignifiées • (Vaccinium myrtillus) 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 23 • Chaméphytes: < 25-30 cm • Tiges dressées • Artemesia herba -alba 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 24 • Géophyte : • Drimia maritima 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 25 STRATIFICATION (KREMER ,1863; ALECHIN, 1926 ) HULT,1881; • Répartition des individus en niveaux ou strates de hauteurs différentes. • - Strate cryptogamique (bryophytes, lichens) • - Strate herbacée ( avec plusieurs niveaux) • - Strate arbustive ( avec 2 niveaux) • - Strate arborescente ( avec plusieurs niveaux). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 26 • Une communauté végétale peut comprendre une seule ou plusieurs strates; une espèce au cours de sa vie peut participer successivement à plusieurs strates. • Conditions microclimatiques ( luminosité, état hygrométrique, température) différentes selon la strate à laquelle participe une espèce. • Stratification des organes souterrains très intéressante ( exploitation de divers horizons + informations apportées différentes selon le niveau exploité; compétition comme pour les organes aériens). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 27 STRUCTURES • Espèces dominantes imposant caractère à la végétation. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 28 STRUCTURES • Espèces codominantes : 2 espèces chênaiescharmaies. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 29 STRUCTURES Espèces : • Dominantes • Codominantes • Subordonnées 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 30 PERIODICITE • Changements périodiques dans l’état et dans l’activité des organismes; • Modifications qualitatives et quantitatives au cours des saisons ayant une influence sur la physionomie. • Cycles évolutifs spécifiques ( plantes annuelles, vivaces, vernales, estivales). • L’étude de cette rythmicité, gouvernée par les facteurs climatiques, constitue la phénologie. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 31 PERIODICITE • Diversité des cycles évolutifs et des rythmes physiologiques ( germination, bourgeonnement, floraison, fructification, dissémination). • En règle générale, plus la périodicité des plantes d’un groupement est variée, moins la concurrence joue et donc le groupement est stable ( sorte de stratification dans le temps). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 32 LES GRANDES FORMATIONS VEGETALES FORESTIERES • OCCUPATIONS DE LA SURFACE DES CONTINENTS : • 149 M km2 ; 28% avec glaciers, lacs, cours d’eau, espaces urbanisées; • 2/5 de formations homogènes : forêts, formations herbacées ou arbustives; • ¼ d’unités « mosaïques »; • 5% d’écotones où des formations adjacentes s’interpénètrent en mosaïques, écotones larges en cas de gradient climatique, étroits dans le cas de conditions topographiques ou édaphiques : lisières. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 33 Écotones • Il n'y a pas de frontière nette entre deux écosystèmes ou entre deux biomes. Les zones floues où se chevauchent les deux systèmes se nomment écotones (certains auteurs utilisent le terme écocline pour caractériser la zone entre deux biomes). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 34 LES GRANDES FORMATIONS VEGETALES FORESTIERES • Forêts : 40-50 M km2 (+ 5 à 8 M km2 de formations dégradées et d’écotones) : • - 1/3 de forêts boréales; • - ¼ de forêts tempérées; • - 2/5 de forêts tropicales • - 17 M km2 d’espaces cultivés gagnés sur la forêt. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 35 FORMATIONS HERBACEES • Formations herbeuses dominées par les graminées et les Cypéracées : savanes, steppes, prairies ( de l’équateur à la Toundra) avec souvent présence d’arbre et d’arbustes disséminés : 15 M km2 ( 1/3 de savanes). • Marais , tourbières, groupements halophytiques et thérophytiques : 3 – 4 M km2. • En régression souvent avec le développement de l’agriculture, en extension parfois du fait de l’action de l’homme. • Restant verte ou se transforme en « paillassons » ( nécromasse > phytomasse aérienne vivante). 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 36 Tourbières 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 37 FORMATIONS ARBUSTIVES ET FRUTESCENTES • Le plus souvent s’intégrant dans des mosaïques ou organisation linéaire; 10 à 20 % de la surface des continents. • Présence de nanophanérophytes ( arbres mal venants, arbuste, buissons) et de chaméphytes (arbrisseaux et sous arbrisseaux). • Appareil photosynthétique : malacophyllie, scérophyllie, éricophyllie; aphyllie. • Parfois dominance de formes crassulescentes 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 38 CRITIQUE DE LA METHODE • Très utile pour décrire les grands traits de la végétation d’une région; accessible au non spécialistes (éléments portés sur une carte d’Etat major). • Permet une première prospection du tapis végétal. • Indépendance vis-à- vis de l’histoire de la flore mais permet de rapprocher des territoires dont les caractères écologiques fondamentaux sont semblables ( homoecies ou formations homologues). • Grandes imprécisions de la méthode négligeant la composition floristique. • Mais étape utile pour une première structuration du tapis végétal, quelle que soit la région. 22.11.2010 M.E.P.V - BENKHETOU .A 39 CONCLUSION • La méthode physionomique est largement utilisée dans la description de la végétation en Algérie, elle se base sur la physionomie de la végétation c’est-à-dire sa structure qualitative : structure verticale (stratification) et horizontale (recouvrement), sans référence nécessaire à sa composition floristique. On aboutit ainsi à la définition d’unités de végétation, appelées formations, sur la base de prédominance d’un ou plusieurs types biologiques ( par ex steppe, la forêt etc.…). Les formations qui couvrent de grandes surfaces contribuent à donner au paysage une physionomie particulière (KAABACHE, Projet ALG/00/G35).