Gestions forestière, ripisylve et biodiversité : les
publicité
BEZOMBES LUCIE BRUNET LUCAS GIUSTINA ADELE MORISSEAU BASTIEN Gestions forestière, ripisylve et biodiversité : les apports de l’ingénierie écologique Commanditaire : SIVOA M2 EBE UE INGS 2012 Ce mémoire bibliographique est le résultat du travail d’étudiants en ingénierie écologique du Master EBE. Il n’engage en aucun cas la responsabilité des auteurs et des encadrants. Ce rapport est à diffusion restreinte. Sommaire Introduction............................................................................................................................................. 2 1- Gestion forestière............................................................................................................................ 3 1-1 Mathériels et méthodes ................................................................................................................ 3 1-1-1 Etat des lieux ................................................................................................................... 3 1-1-2 Analyse de l'aspect récréatif et culturel................................................................................ 4 1-2- Solutions et Techniques de gestion ............................................................................................. 5 1-2-2 Ilôt de sénescence.................................................................................................................. 5 1-2-3 Strates & disposition de l'habitat ........................................................................................... 6 1-2-4 Milieux ouverts ...................................................................................................................... 6 1-2-5 Canal passant dans le bois ..................................................................................................... 6 1-2-6 Les aménagements pour le public ......................................................................................... 7 1-2-7 Lisière ..................................................................................................................................... 7 2 – Gestion de la ripisylve........................................................................................................................ 8 2-1 Matériel et méthodes ................................................................................................................... 8 2-1-1 Etat des lieux .......................................................................................................................... 8 2-1-1-1 Choix du protocole d’étude de la zone riparienne………..……………………………………………8 2-1-1-2 Protocole d’évaluation de la qualité des zones ripariennes……….………………………..…….8 2-1-1-3 Evaluation du potentiel naturel de la ripisylve…………………………………………………………10 2-1-2 Analyses des enjeux sur le secteur étudié et de leur possible contradiction avec le fonctionnement de la ripisylve ...................................................................................................... 11 2-1-2-1 enjeux du secteur et attente du SIVOA………..…………………………………………………..........11 2-1-2-2 Recommandations générales pour le bon fonctionnement d’une ripisylve..…………...11 2-1-2-3 concilier fonctionnement de la ripisylve et enjeux du secteur………..………………….......12 2-2 Solutions et techniques de gestion ............................................................................................. 12 2-2-1 Solutions résultant de l’évaluation du potentiel naturel réalisée sur le terrain .................. 12 2-2-2 Recommandation de gestion de la ripisylve ........................................................................ 13 2-2-2-1 bois mort et embâcles………………………….………………………………………………………………….13 2-2-2-2 Entretien par trouées.………………………………………………………....………………………………….14 Conclusion ............................................................................................................................................. 15 Bibliographie.......................................................................................................................................... 15 Annexes 1 Introduction La vallée de l'orge d'Aval se place dans un contexte péri-urbain qui ne cesse de s'intensifier (P. Julien, 2000). Afin de préserver les terres non urbanisées et non agricoles, ainsi que l'Orge qui traverse les 37 communes de la vallée, le SIVOA assure la gestion des forêts, de la rivière et de sa ripisylve. Depuis le Grenelle 2 de l'environnement, des modifications de gestion importantes ont dû être mises en place par le Syndicat, notamment la naturalisation des berges de l'Orge et la suppression des clapets, ce qui engendre des aménagements particuliers à réaliser. Dans une optique de gestion plus durable et en accord avec les recommandations du Grenelle, le SIVOA prend davantage en compte les problématiques liées à la biodiversité. La plupart du territoire étant accessible au public, il faut également considérer l'aspect récréatif des milieux pour répondre à la demande sociale. L'ingénierie écologique peut apporter des solutions. “Au sens large, l’ingénierie écologique désigne le corpus des savoirs mobilisables pour la gestion de milieux, la conception, la réalisation et le suivi d’aménagements ou d’équipements inspirés de, ou basés sur, les mécanismes qui gouvernent les systèmes écologiques (auto-organisation, diversité, structures hétérogènes, résilience, par exemple)” (Abbadie, L. CNRS 2008). Afin de répondre au mieux aux attentes du SIVOA, nous présenterons notre exposé en deux axes : la gestion forestière et la gestion de la ripisylve. Dans une optique de proposition de solutions adaptées au contexte local, nous avons procédé à un état des lieux de deux parcelles représentatives des modes de gestions actuellement mis en place par le SIVOA et de leur résultat sur la biodiversité : une parcelle de forêt et un tronçon de rivière et de sa ripisylve. A partir de cet état des lieux, nous nous sommes efforcés de proposer des solutions d’ingénierie écologique tirées de la littérature, adaptées au contexte et réalisables par le SIVOA. Compte tenu du contexte péri-urbain dans lequel s’insère les patchs de forêt, nous avons cherché à savoir comment il serait possible de concilier services récréatifs et augmentation de la biodiversité. D’autre part, en ce qui concerne la ripisylve nous avons fait en sorte de proposer des solutions améliorant son fonctionnement écologique tout en prenant en compte les enjeux du secteur et les attentes du SIVOA. 2 1- Gestion forestière 1-1 Mathériels et méthodes 1-1-1 Etat des lieux La parcelle ayant fait l’objet de l’état des lieux est le bois Daridan dans le Parc de Lormoy-Saint Michel sur la commune de Saint-Michel-sur-Orge (Annexe 1). La superficie de la parcelle calculée à partir de l’image satellite est d’environ 3200 m². Le bois est délimité au Sud et à l’Est par un chemin et au Nord et à l’Est par une clotûre le séparant de champs. Un canal partant de l’Orge (à l’Ouest) traverse le bois et longe sa bordure du Sud au Nord (Annexe 2). Nous n’avons pas cherché à faire un relevé exhaustif de la végétation et de la faune, étant donné que l’état des lieux a été fait en hiver et avec des contraintes matérielles et temporelles. Nous nous sommes basés sur le guide de M. Gosselin & Y. Paillet (2010) pour identifier les éléments de la forêt importants du point de vue de la biodiversité. Nos observations sont regroupées dans le Tableau 1. Tableau 1 : Observation faites lors de l’état des lieux dans le Bois Daridan regroupées par éléments d’intérêt écologique. Type de gestion Strate arborescente Taillie sous futaie -8 essences d’arbre dénombrées (Chêne, Orme, Frêne, Bouleau, Erable, Charme, Sureau, Aulne) -Densité : Moyenne (Annexe 3) -îlots de senescence : absents Strate arbustive Quasi inexistante (quelques jeunes frênes) Strate herbacée Ronciers et graminées principalement, inexistente dans la partie Sud du bois (sol recouvert de litière). Bois mort -Souches à terre recouvertes de lierre -Chandelles avec trous de pics et cavités -Troncs et branches coupés laissés au sol -Branches mortes dans les houppiers Plantes envahissantes Non relevées Milieux ouverts Espace trop petit pour qu’il y ait de véritables clairières Lisières Pas de transition progressive vers les champs alentours. Faune Seules observations : oiseaux (Troglodyte mignon, mésange charbonnière). Observations spécifiques au bois (critères non tirés du guide) Aménagements -Larges chemin de sable et gravier au Sud et à l’Est -Quelques bancs le long du canal -pistes (tassement plus important du sol) longeant le canal Bords de canal -Berges verticales tenues par les racines des ligneux (Annexe 4) Canal -Très ombragé -Courant faible dans la partie Ouest (largeur 2-2,5m) -Tronçons traversant le bois plus large (3-4m) Le Bois Daridan nous apparait donc comme un milieu très anthropisé, de faible surface et très enfermé dans le paysage. Sa fréquentation semble importante du fait de sa situation dans le parc de Lormoy-Saint Michel, d’où l’importance d’une gestion alliant services récréatifs et biodiversité. 3 1-1-2 Analyse de l'aspect récréatif et culturel Les écosystèmes fournissent un grand nombre de services culturels aux sociétés humaines. D'après le Millenium Ecosystem Assessment, ces services constituent des bénéfices non matériels obtenus des écosystèmes. On peut ainsi distinguer plusieurs catégories de ces services culturels comme les services spirituels et religieux, de récréation et d'écotourisme, esthétique, d'inspiration, éducatif, etc. Mais ces différentes catégories sont assez difficiles à clairement délimiter et les différents services culturels sont en étroite corrélation les uns avec les autres. Par exemple, la beauté d'un paysage représente en soi une forme de récréation. Dans le cas de notre étude sur les services récréatifs en milieu forestier, nous ne pouvons donc considérer uniquement les services récréatifs et les dissocier des autres services. Notre analyse portera donc conjointement sur les services récréatifs, esthétiques, d'inspiration, éducatifs etc., à l'exception toutefois des services spirituels et religieux qui ne semblent pas vraiment avoir une importance particulière dans le cas de notre d'étude. La conciliation de la protection de la biodiversité ou du maintien de son niveau important avec la mise à disposition de services culturels est cependant difficile et souvent contradictoire. Les préférences des individus sont aussi fortement variables selon leurs âges, niveau d'étude, catégorie socioprofessionnelle etc. (Tyrväinen, L. et al., 2003). Il serait donc très judicieux de déterminer les propres critères des habitants par la mise en place d'un test simple de préférence. Il peut mettre grâce au prêt d’un appareil photo aux différents promeneurs avec pour consigne de photographier les éléments appréciés (Heyman E. 2012). Gobster analyse différents paramètres qui augmentent la biodiversité et montre leur incohérence avec les attentes du public. Il existe donc une contradiction entre le maintien d'un haut niveau de biodiversité et les services culturels forestiers. Tout d'abord, le bois mort est peu apprécié et donne un aspect de « mauvaise organisation de la forêt ». Mais plusieurs auteurs (Gundersen, V. et al, 2011 ; Heyman E. 2012) montrent que le bois mort est perçu comme esthétique lorsque son utilité biologique est comprise par les promeneurs. De la même façon, la strate arbustive est peu appréciée et les mesures de gestion pour augmenter les services culturels recommandent de retirer les arbustes et les petits arbres au détriment de la biodiversité. Mais, il semble que la variabilité de la disposition scénique des objets biologiques et de leur nature importe davantage. Ainsi, les denses couverts d'arbres et les ouvertures nettes sont très appréciés, tout comme le changement entre ces deux types de dispositions. La variation des essences est aussi très importante. Une forte hétérogénéité visuelle est donc nécessaire. Verticalement, l’unité de taille de taille de la strate arborée aussi bien que les variations de cimes sont appréciées. Ribe (1989) résume ainsi les préférences du paysage forestier : arbres de taille importante, variabilité des espèces présentes, couvert végétal au sol abondant etc. La pénétration visuelle dans la forêt semble aussi jouer un rôle primordial : elle ne doit ni être trop importante pour ne pas nuire au plaisir de la promenade, ni être trop faible et provoquer des sentiments d'insécurité. Enfin, les arbres vieux et grands sont fortement appréciés et rejoignent les représentations symboliques de la force de la Nature et de son existence dans le temps. Ils donnent une dimension majestueuse à la forêt, tout comme les espèces emblématiques d'animaux ou de végétaux qui parlent directement au public. Après avoir ainsi déterminé comment certains services récréatifs et culturels étaient liés à la biodiversité en milieu forestier, c'est à dire : le bois mort, les îlots de sénescence, la variabilité spatiale et l'hétérogénéité visuelle, la variation des espèces et des lisières, nous expliquons comment ces différents services peuvent augmenter la biodiversité et proposons des mesures pour leur application. 4 1-2- Solutions et Techniques de gestion 1-2-1 Bois mort Le bois est apprécié du public dès lors que celui-ci en connait le rôle écologique. D’après M. Gosselin et Y. Paillet, le bois mort est crucial pour l'écosystème forestier (une espèce forestière sur quatre en a besoin pour tout ou partie de son cycle de vie). Il participe d’une part, à la fertilité des sols en étant la base alimentaire d'une multitude d'organismes qui assurent le recyclage de la matière organique. D'autre part, il facilite la régénération naturelle. Le bois mort abrite des prédateurs insectes, oiseaux et chauves-souris, qui régulent les populations de parasites des peuplements. Les branchages contiennent une quantité importante d’éléments minéraux, ce qui rend leur dégradation par les micro-organismes du sol fondamentale pour la fertilité des sols. Comme les autres sources de matière organique, le bois mort participe aussi à la colonisation par les mycorhizes, indispensables à la croissance des arbres. Il protège aussi les jeunes semis du froid et de la sécheresse. Méthode d'application La gestion du bois semble être un aspect bien maîtrisé par le SIVOA d’après nos observations. Il est essentiel de maintenir cette gestion. Voici quelques recommandations pour encore améliorer l’intégration du bois mort. En général, il est recommandé de conserver de 20 à 30 m³ de bois mort/ha, soit de 6 à 10 m3 pour le bois Daridan (Lachat T. et Bütler Sauvain R., 2008). Il faut veiller particulièrement à maintenir les gros bois morts et les chandelles : ce sont les pièces qui manquent le plus dans les forêts tempérées. Une marque apposée sur les gros arbres morts signifiant que l’arbre n'est pas maintenu par négligence, mais sur décision du syndicat, est un bon outil de gestion et de communication. Les arbres mort depuis plus d'un an, à l'écorce décollée, sont sans danger pour le peuplement. Les arbres dépérissant à la suite d'évènements climatiques (foudre, vent, sécheresse, gel) et sans pathogènes (s'assurer de l'absence de scolytes) ne présentent généralement pas plus de risque. 1-2-2 Ilôt de sénescence Les îlots de sénescence, où les arbres sont laissés mourir et se décomposer sur place, offrent des services culturels importants. Ils rejoignent les dimensions symboliques des vieilles forêts de l'imaginaire collectif et les dimensions éthiques par leur conservation s'établissant sur une temporalité transgénérationnelle. Ces îlots augmentent significativement la biodiversité de deux manières (Lachat T. et Bütler Sauvain R., 2008) : Comme pour le bois mort, les espèces saproxyliques peuvent constituer jusqu'à 20% de la biodiversité forestière (voire 50% pour certains groupes de coléoptères) et sont ainsi préservées. Ils permettent la formation d'arbres-habitat : arbres vieux avec des cavités, fentes, écorces décollées, troncs fendus, porteurs de lierre, de lichens, de champignons polypores, d'épiphytes etc. Ces arbres peuvent ainsi abriter des espèces emblématiques comme des oiseaux ou des chauves-souris qui chassent les insectes dans le feuillage. De plus, ces arbres ne semblent pas présenter de risques sanitaires : les champignons saproxyliques ne contaminent pas les arbres sains et les insectes sont souvent spécialistes d'une essence d'arbre. La variation des essences constitue dans tous les cas un présupposé nécessaire pour augmenter la biodiversité et la viabilité de la forêt. Méthode d'application Les îlots de sénescence d'une taille de 5 ha sont en général développés dans les forêt de taille suffisante. 5 Dans le cadre du bois de Daridan, on choisira une zone comportant des arbres déjà relativement âgés, riches en bois mort et/ou cavités et située à plus de 50 m des chemins pour assurer la sécurité du public. Une zone d'une dizaine d'arbres pourra suffire dans ce cas. 1-2-3 Strates & disposition de l'habitat Nous avons donc vu que l'hétérogénéité visuelle dans la nature des objets et dans leur répartition constituait la préférence du public. Tout d'abord, les peuplements pluristratifiés permettent d'augmenter la diversité végétale et d’habitats et constituent une ressource alimentaire pour la faune. La strate arbustive est très peu développée dans le bois de Daridan. De plus, des peuplements irréguliers de type futaie irrégulière, hétérogène et mélangée développent la biodiversité. Méthode d'application Il est donc nécessaire de développer la strate arbustive dans certains endroits du bois de Daridan, notamment à une certaine distance des chemins pour ne pas perturber la pénétration visuelle pour le promeneur. Des éclaircies dynamiques et des trouées à certains endroits ainsi que le mélange des essences dans les zones de régénération pourront contribuer au développement de ces peuplements pluristratifiés et irréguliers. A cause de l'appréciation du public, il est cependant nécessaire de maintenir des zones où la canopée est bien dense. La variation entre ces différentes zones étant l'objectif recherché. 1-2-4 Milieux ouverts Par ailleurs, les espaces ouverts intra-forestiers hébergent un très grand nombre d'espèces et peuvent ainsi accroître la biodiversité de la forêt comme la flore héliophile, des insectes floricoles, leurs prédateurs : chauves-souris et oiseaux, des papillons de jour etc. En plus d'abriter des espèces emblématiques, les clairières sont fortement appréciées du public lorsqu'elles contrastent avec des zones de couvert végétal dense. Méthode d'application Une action anthropique peut s'avérer nécessaire pour mettre en place une ou plusieurs clairières. On pourra préférentiellement choisir une zone située en milieu forestier dense, et non au bord d'un chemin, qui possède des arbres les plus jeunes possibles et des espèces déjà bien représentées dans le reste du bois pour ne pas nuire à la diversité des essences. L'entretien de cette zone sera nécessaire pour éviter l'évolution naturelle vers un état boisé et pourra se faire par des fauches en mosaïque à différentes dates : en été pour favoriser la flore et en automne pour les insectes. Toutefois, si la taille du bois Daridan est considérée comme insuffisante pour l'aménagement d'une telle clairière, on pourra coupler ce besoin de diversité du peuplement avec le besoin de bois mort en mettant artificiellement en place une trouée de chablis. La régénération des essences et le développement de nombreuses herbacées pourra alors avoir lieu en favorisant les différentes espèces de clairière pendant un certain temps. 1-2-5 Canal passant dans le bois D’après M. Gosselin et Y. Paillet (2010), la forêt associée au canal participe à la régulation du débit et à la stabilisation des berges. Le fonctionnement de ce milieu aquatique est très lié à la végétation environnante, notamment, la forêt joue un rôle de filtre pour l'eau. La végétation riveraine, les racines sous berges, les embâcles constituent des abris vis-à-vis de conditions climatiques ou hydrologiques difficiles, des caches vis-à-vis de prédateurs et des zones de reproduction pour 6 plusieurs espèces, poissons et d'amphibiens particulièrement, dont la présence constitue un aspect récréatif (lié notamment aux espèces emblématiques). Méthode d'application Des solutions pour améliorer les berges en termes de diversité peuvent être développées. Néanmoins, étant donné la nature artificielle du canal et la faible surface du bois, les mesures pour mettre en place une continuité écologique entre le canal et la forêt risquent de ne pas être adaptées. C’est pourquoi nous ne les développons pas dans ce rapport. 1-2-6 Les aménagements pour le public Dans un certain nombre de cas, nous avons vu que la compréhension des phénomènes biologiques était nécessaire pour que le public apprécie certains “aménagements biologiques” qui augmentent la biodiversité, comme pour le bois mort par exemple. De plus, les espèces symboliques qui attirent le public doivent être mentionnées pour que le public puisse ensuite les chercher et les identifier. Il est donc nécessaire de mettre en place des panneaux de communication pour informer le public des techniques de gestion qui augmentent la biodiversité et des différentes essences d’arbres et la faune présentes. Enfin, des études montrent que le public apprécie peu les aménagements de nature anthropique en milieu forestier. Méthode d'application Les panneaux de communication sur la présence et la description des espèces doivent donc être rénovés pour le public. Des panneaux sur le rôle des techniques de gestion doivent être ajoutés. L’entrée du parc semble constituer un endroit approprié pour leur disposition, ne perturbant ainsi pas le caractère naturel de la forêt. Les aménagements de promenade seraient à améliorer. Si les matériaux utilisés sont naturels comme le bois pour les bancs et possèdent donc une meilleure acceptabilité, les aménagements sont dégradés et peuvent nuire à la biodiversité en incitant les promeneurs à dégrader l’habitat (Annexe 5). Leur rénovation est donc nécessaire. 1-2-7 Lisière Selon Gosselin (2008), les lisières entre forêt et milieu ouvert permanent sont des zones très riches en espèces. On y trouve quantité de fleurs et de fruits qui constituent la base de l’alimentation de nombreuses espèces d'insectes, de mammifères et d'oiseaux. Des lisières progressives et pluristratifiées seront plus riches en espèces, tout en assurant une protection des peuplements adjacents contre le vent. Les interventions de gestion pour mettre en place et entretenir telles lisières favorisent des habitats écologiquement et visuellement diversifiés. Cependant, l’accés au public contraint l’utilisation de méthodes conscilliant l'aspect écologique et l’aspect récréatif (Guide des bonnes pratiques pour la protection et la gestion des lisières en milieu urbanisé) Méthode d'application Une méthode d’entretien des lisières est de développer un ourlet herbacé et un ourlet buissonnant (M. Gosselin, 2008) (Annexe 6) : la bande herbeuse où ourlet herbacé (de 2 à 5 mètres de large) est entretenue par fauchage tous les 1 à 2 ans, par portions discontinues. Le fauchage tardif favorise la floraison et la montée à graines des principales espèces végétales. l’ourlet buissonnant est obtenu et entretenu par recépage tous les 8 à 20 ans selon la croissance des essences, par portions discontinues le long du milieu ouvert avoisinant la forêt. Cet ourlet ne doit pas faire d’ombrage significatif aux bandes herbeuses adjacentes. Il est préférable de laisser cet ourlet se renouveler par recolonisation naturelle. Planter des petits vergers de quelques pieds seulement peut être profitable pour attirer les insectes pollinisateurs et leurs prédateurs. Pour éviter le vandalisme et les problèmes liés aux 7 cueillettes sauvages, il vaut mieux choisir des espèces sans valeur gustative (cognassiers ou les merisiers par exemple). Dans le cas du bois Daridan, les transitions entre le massif et les champs se fait de façon nette. Etant donné la petite taille du bois et les contraintes que pose le parc qui l’entoure, il pourra être difficile d’envisager l’entretien de telles lisières. Elles seront plutôt à favoriser pour les portions de forêt en bord de routes (pour les ourlets notamment), où sur des patches plus grands. Afin de protéger les milieux ou les espèces sensibles à une fréquentation trop importante des promeneurs, le guide des bonnes pratiques pour la protection et la gestion des lisières en milieu urbanisé conseille de mettre en place des clotûres de defends (de type ganivelles ou poteaux en bois) dans des endroits dégradés, suite à une surfréquentation (près des parkings, au niveau des accès à la forêt ou des carrefours piétons). 2 – Gestion de la ripisylve 2-1 Matériel et méthodes 2-1-1 Etat des lieux 2-1-1-1 Choix du protocole d’étude de la zone riparienne. La directive-cadre 2000/60/CE (établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l’eau) poursuit plusieurs objectifs, notamment l’amélioration de l'état des écosystèmes aquatiques et l’atténuation des effets des inondations et des sécheresses. Son objectif ultime est d’atteindre un «bon état» écologique et chimique de toutes les eaux communautaires d’ici à 2015. Le « bon état » écologique est l’objectif principal de cette étude et c’est pourquoi il convient de choisir un protocole d’étude adapté au contexte. Munné et. al (1998) propose un indice pour étudier la qualité des zones ripariennes, le QBR (Biological Quality of the Riparian zones) qui, bien que répandu, cet indice ne prend pas en compte les successions dynamiques de la végétation ni le potentiel naturel de chaque rivière selon les conditions géomorphologiques de la vallée et le régime des flux. C’est pourquoi, le protocole proposé par González del Tánago & García de Jalón (2006) est plus pertinent pour étudier la zone riparienne de l’Orge Aval sur la commune de Morsang sur Orge puisque le potentiel naturel de la rivière est impacté par sa situation en zone périurbaine. Ce protocole devrait permettre de déterminer l’état de référence de l’écosystème basé sur la structure, le fonctionnement et la diversité biologique des écosystèmes. 2-1-1-2 Protocole d’évaluation de la qualité des zones ripariennes (d’après González del Tánago & García de Jalón (2006)) Etude structurale de la zone riparienne Continuité Longitudinale des espèces ligneuses: C’est la caractéristique principale des corridors de rivières intactes. L’existence de bandes végétalisées le long du canal contribue grandement au contrôle des flux et des mouvements d’eau, des nutriments, des sédiments et même des espèces dans le paysage. Dimensions latérales du canal et du lit majeur : Ces zones contiennent la végétation riparienne naturelle et définissent la taille de l’aire dans laquelle s’effectuent les processus 8 hydrologiques et sont le siège des fonctions écologiques. Une aire riparienne plus vaste et plus large devrait fournir un potentiel naturel plus élevé pour maintenir sa fonction et fournir plus d’habitats pour d’autres espèces. Spackman & Hugues (1995) ont trouvé que des petites largeurs (10-30 m) étaient nécessaires pour maintenir 90% des espèces de plantes alors qu’il faut une plus grande surface (75-175m) pour maintenir 90% des espèces d’oiseaux. Composition et structure de la végétation (espèces ligneuses et macrophytes): Reflète la qualité écologique de la zone riparienne et cette condition doit être évaluée et mise en relation avec la composition et la structure de la végétation riparienne définies par les conditions de référence de chaque rivière. Etude fonctionnelle de la zone riparienne Régénération naturelle des espèces ligneuses : La régénération des espèces ligneuses est nécessaire pour assurer la maintenance de la composition et de la structure de la végétation présente au cours du temps. La régénération peut être entravée par l’activité humaine. Condition des berges : les berges des rivières sont des éléments clés influançant les conditions ripariennes car elles exercent un contrôle significatif sur la géométrie hydraulique de la rivière. Celle-ci contrôle le flux et le dépôt des sédiments et ainsi la diversité de l’habitat physique et les interactions entre le lit mineur et le lit majeur.L’érosion des berges est un composant principal des dynamiques fluviales. La réponse naturelle immédiate à l’érosion est la colonisation de ces nouveaux habitats par la végétation qui prend place lorsque ces sites ouverts disposent des champignons adaptés mais aussi des conditions de crues pour la germination des graines (Hugues 2003). En prenant en compte des effets de la végétation riparienne quant à la stabilisation des berges, González del Tánago & García de Jalón (2006) proposent une situation optimale, environ 50% de la longueur des berges de la rivière occupées par des espèces ligneuses, macrophytes ou des rochers, il n’y a pas d’érosion d’origine anthropique et le bord de l’eau est irrégulier avec une forme naturelle. Connectivité latérale : La connectivité latérale entre la rivière et son lit majeur est un composant essentiel des hydrosystèmes naturels (Amoros & Bornette, 2002). La crue est la première force directrice dans les systèmes « lit majeur – rivière » (Junk et al., 1989). Les crues périodiques inondant le lit majeur permettent les échanges, sédiments, matière organique et nutriments inorganiques entre les patchs du paysage. Ceci détermine l’hétérogénéité physique de la rivière à différentes échelles spatiales (Poole, 2002). Les conditions optimum de connectivités latérales peuvent être reconnues quand les berges sont basses (décharge des berges, plus de matière entrainée par la rivière). Perméabilité du sol riparien : Ce type de sol est généralement composé de matériaux grossiers perméables, qui viennent des processus alluviaux avec des événements de déposition successifs à différentes étapes de la migration de la rivière. A travers ces flux d’eau, les zones ripariennes maintiennent une plus haute concentration de champignon que nécessaire pour leur végétation et contrôlent les caractéristiques de l’eau qui rejoint la rivière comme les flux de surface (Hill, 2000). La dimension verticale de la rivière, appelée zone hyporhéique, est souvent connectée avec une zone souterraine permanente. Cette zone peut fournir des refuges pour beaucoup d’espèces pendant les crues et les sécheresses mais aussi des nurseries pour les invertébrés benthiques (Ward et al 1998) ou encore de refuge thermique pour les poissons (Baxter & Hauer 2000). De plus la zone hyporhéique influence la dynamique du carbone et des nutriments et l’activité microbienne ce qui en 9 fait une zone très importante pour la transformation des nutriment et pour la biodiversité dans les corridors de la rivière (Malard et al., 2002). 2-1-1-3 Evaluation du potentiel naturel de la ripisylve. Une visite sur le terrain à Morsang-sur-Orge (Annexe 7) était nécessaire pour déterminer l’état des variables écologiques et dans quelle condition doit se situer l’état de référence. Le tableau ci-dessous compile l’analyse bibliographique avec l’évaluation sur le terrain pour faciliter la compréhension. Variable d’étude pour améliorer les processus écologiques Continuité longitudinale des espèces ligneuses. Dimension latérale du lit majeur. Composition et structure de la végétation Régénération des espèces ligneuses. Evaluation de l’état de la zone riparienne sur le terrain. Détermination de l’état de référence. Une ligne de ligneux plantés (Salix sp.), ne peut servir de corridors que pour de petites espèces (Annexe 8). La végétation riparienne ne s’étend guère au-delà de 3m* (Annexe 9). Structure artificielle de ligneux (linéaire). Continuité de différentes espèces ligneuses formant un ourlet qui fournira corridor, et abris pour les petits mammifères et oiseaux aquatiques. Végétation riparienne étalée sur une largeur de 4-5m de chaque côté de la rivière. Composition végétale riche (hygrophylle et mesophylle) organisée en bandes végétalisées comprenant des espèces ligneuses en bord de berge. Existence de plusieurs classes d’âge chez les principales essences du peuplement. Pas de jeunes individus, uniquement des cépées résultant d’une taille (Annexe 10). Condition des berges Berges profitant d’une érosion naturelle. En revanche 80-90% de la longueur des berges est colonisée par des espèces ligneuses du genre Salix sp (Annexe 11). Erosion naturelle participant à la création de nouveaux milieux propices à la colonisation végétale. Absence d’érosion d’origine anthropique. Environ 50 % de la longueur des berges colonisées par des espèces ligneuses. Connectivité latérale La berge Nord-Ouest semble avoir été remblayée et limite la connectivité latérale à 1-2m (Annexe 12) La berge Sud-Est subit l’influence d’un sentier qui réduit probablement la perméabilité sur la zone riparienne.** Berges basses permettant d’échanger beaucoup de matière (« bankfull discharge »). Perméabilité du sol Grande surface de drainage non perturbée sur toute la zone riparienne. Le cas optimal intervient lorsqu’aucun travaux de terrassement n’influence la perméabilité naturelle (absence de chemin trop près des berges etc.) * Il convient d’émettre des réserves vis-à-vis de la diversité végétale puisque nous n’avons pas pu réaliser d’inventaire sérieux en cette période hivernale. Il convient d’inventorier les espèces végétales présentes sur la zones à des périodes plus propices (optimal : un inventaire en mars et un en juin juillet). ** Nous ne disposions pas de piézomètres pour mesurer la perméabilité du sol riparien. Pour l’évaluation complète de la qualité de la zone riparienne de Morsang-sur-Orge il conviendrait de réaliser ces mesures afin d’évaluer le potentiel naturel 10 de la zone à maintenir les populations piscicoles ainsi que les populations d’invertébrés benthiques et éventuellement la charge en champignon. 2-1-2 Analyses des enjeux sur le secteur étudié et de leur possible contradiction avec le fonctionnement de la ripisylve Pour proposer des solutions de gestion d'une ripisylve adaptées, la première étape nécessaire est de sectoriser la ripisylve en regroupant les parties ayant des caractéristiques hydromorphologiques identiques, puis de définir les enjeux sur les différents tronçons identifiés (Mouchet et al., 2007). Dans le cadre de ce projet, le SIVOA nous a indiqué le secteur qu’il souhaitait voir étudié nourrissant l’espoir d’une augmentation de biodiversité. Nous allons donc identifier les enjeux sur ce secteur et exposer ensuite un certains nombres de recommandations générales qui visent à améliorer le fonctionnement des ripisylves et verrons en quoi ils peuvent être en conflit avec les enjeux 2-1-2-1 enjeux du secteur et attente du SIVOA Notre zone d’étude se trouve au milieu d'un parc et on a une petite pression de pêche. En aval et en amont on se trouve dans des zones urbanisées. Il est évident que les enjeux principaux vont être liés à la protection et l’accueil des personnes. Afin d'assurer la sécurité des personnes il était nécessaire d'éviter l'érosion, ce qui a été réalisé lors de travaux antérieurs qui consistait à l'implantation de saules, il est essentiel de ne pas perdre cette fonction. L'autre point important est de favoriser l'écoulement du fait que l'on a en aval et en amont des zones urbanisées. La protection contre les crues n'est pas un problème majeur dans cette situation. La crue vingtennale avoisine en effet les 36 m3/s. Afin de répondre aux attentes des riverains on va chercher à créer des paysages car la succession de saules présente offre peu de variété. Le SIVOA souhaite quant à lui ne plus avoir une succession de saules uniquement sur les berges de l'Orge car il souhaite ne plus avoir le couloir d'ombre créé par les branches des saules. Il savoir s’il serait possible que la ripisylve puisse évoluer vers un état plus diversifié. 2-1-2-2 Recommandations générales pour le bon fonctionnement d’une ripisylve Au niveau du fonctionnement de l'écosystème, on peut noter quelques recommandations générales. En premier lieu, il est important de maintenir une ripisylve tout le long de la rivière, en particulier en zone urbanisée. En effet cette ripisylve va avoir plusieurs fonctions: elle va permettre de maintenir les berges via le système racinaire des plantes1,2. elle est l'habitat de nombreuses espèces1. elle va limiter l'eutrophisation. En zone urbanisée on a souvent des pollutions qui vont entraîner des concentrations importantes en nutriment ce qui peut aboutir à une eutrophisation des cours d'eau. La présence d'une ripisylve permet d'offrir une zone d'ombre importante qui limite le développement des algues et donc l'eutrophisation (Mouchet et al., 2007)2. elle va jouer le rôle de zone tampon entre les zones anthropisées et la rivière et ainsi filtrer certains polluants1,2. De plus, comme pour la forêt, il est important d'avoir la présence des différentes strates au sein de la ripisylve afin d'offrir une diversité d'habitat. En particulier dans le cas des ripisylves on veillera à la présence de végétaux semi-aquatiques en pied de berge et au développement d'une strate buissonnante. Ces deux éléments étant essentiels dans le cycle de vie de nombreuses espèces (Mouchet et al., 2007). 11 Enfin, à nouveau comme pour la forêt, il est intéressant de laisser une part de bois mort. Celui-ci va jouer le rôle d'habitat pour certaines espèces lorsqu'il est laissé sur pied (Mouchet et al., 2007). Laisser une part de bois mort dans l'eau est aussi important car il va permettre une diversification des faciès d'écoulement et des niches écologiques3. 2-1-2-3 concilier fonctionnement de la ripisylve et enjeux du secteur Il est nécessaire de concilier les différents objectifs que l'on peut identifier sur cet espace. Le cas du bois mort et des embâcles peut conduire les usagers du parc à penser que l’entretient du parc est négligé. En effet pour obtenir un meilleur fonctionnement des ripisylves il serait intéressant de les laisser mais, afin de favoriser l'écoulement, et parce que l'intérêt du bois mort n'est pas toujours compris par les riverains, ils sont le plus souvent enlevés en zones urbaines. L’autre principale contrainte réside dans la nécessité de maintenir un cordon rivulaire important tout en modifiant le couloir de saule pour créer des paysages et pour répondre aux attentes du SIVOA. 2-2 Solutions et techniques de gestion Afin de concilier les différentes problématiques présentes sur le secteur, nous proposons plusieurs solutions à courts termes qui visent à améliorer l’état biologique de la ripisylve basées puis des mesures d’entretien pour maintenir l’état éco-systémique atteint à long terme. 2-2-1 Solutions résultant de l’évaluation du potentiel naturel réalisée sur le terrain Cette interprétation a été réalisée à partir de l’évaluation du potentiel naturel §2-1-1-3 1. Pour améliorer la continuité longitudinale des espèces ligneuses il sera nécessaire d’intervenir directement sur le site en introduisant des espèces courantes dans les peuplements des ripisylves (Alnus glutinosa, Faxinus excelsior, etc. mais aussi des arbustes comme Prunus spinosa, etc.). La longueur du linéaire étudié ne permettra pas d’introduire un grand nombre d’arbres, ainsi on privilégiera le semis et le bouturage dans des zones où la compétition ne gênera pas le développement des jeunes spécimens (dans les trouées par exemple). Il convient de choisir les essences selon leur écologie et de les planter à une distance raisonnable de la ligne d’eau. Cette recommandation, touche essentiellement la berge Nord-Est. Cependant il serait pertinent de supprimer les espèces ornementales de la rive Sud-Ouest (créant des petites trouées) ayant un faible potentiel d’attraction pour la biodiversité. 2. La berge Nord-Ouest est adjacente à une zone de pelouse tondue (environ 4 m), derrière laquelle se situe une haie d’arbre séparant la zone riparienne sous influence de la rivière et le terrain de football du parc qui subit une pression anthropique beaucoup plus grande. Il serait judicieux de laisser la végétation se développer dans cette pelouse en cessant les tontes. La proximité des chemins de la berge Sud-Est contraint la végétation. 3. Une plus grande surface de végétation le long de la berge Nord-Ouest (jusqu’à 5 m disponibles) permettront d’augmenter considérablement le nombre d’espèces végétales. 4. En réponse à l’érosion d’origine anthropique les méthodes du génie végétale ont été utilisées avec trop d’ampleur, la densité actuelle des saules ne permet pas le recrutement de jeunes spécimens. Ainsi la suppression de quelques gros spécimens semble essentielle pour augmenter le nombre d’essence présente dans la ripisylve. 12 5. Les berges sont actuellement très stables et aucun problème d’érosion ne survient, en revanche la densité des saules est supérieure à ce qui est normalement conseillé en terme d’occupation du sol par les espèces ligneuses. 80 à 90 % de la longueur de notre zone d’étude est couverte par les saules, alors que 50 % suffiraient et permettraient à d’autres espèces de ligneux et d’herbacées de coloniser les berges. Ainsi, les saules seraient petit à petit remplacée par une végétation plus dense, plurispécifique et intrinsèquement plus riche en biodiversité. 6. Le niveau des berges est actuellement satisfaisant mais le remblai adjacent à la berge NordEst limite l’occupation du lit majeur. La situation est donc relativement bonne, mais si la recommandation 3) est suivie alors il serait pertinent de modifier la topologie de la berge à l’aide de la création d’une mini rampe (Explicitée dans le guide : agir sur l’hydromorphologie des milieux aquatiques) destinée à bloquer les alluvions augmentant ainsi le lit majeur sur laquelle des espèces typiques pourront s’implanter. 7. Il ne nous a pas été possible de déterminer la perméabilité du sol et ainsi une partie du fonctionnement de la zone nous reste obscur. La première recommandation dans cette situation est évidemment de réaliser les mesures à l’aide d’un piézomètre pour avoir une idée plus précise de l’état écologique de cette zone. 2-2-2 Recommandation de gestion de la ripisylve Afin d’entretenir la ripisylve de manière durable nous proposons ici quelques mesures d’entretien qui ne semblent pas encore pratiquées mais qui permettrait un maintien efficace de la zone riparienne à moindre coût. 2-2-2-1 bois mort et embâcles Pour la gestion du bois morts et des embâcles il serait intéressant de définir différentes zones plus ou moins ouvertes au public et plus ou moins sujettes à l’érosion. L’idéal étant d’avoir une zone ou la ripisylve n’est pas entretenue et les embâcles sont laissés dans la rivière, cette zone pouvant de plus jouer un rôle de protection contre les crues des secteurs situés en aval via un ralentissement du courant. La gestion différentielle suivant le secteur peut cependant être difficile dans notre cas si l’Orge est toujours situé dans des secteurs fortement urbanisés et/ou fortement fréquentés par le public. Méthode d’application Pour la gestion des embâcles on peut s’appuyer sur la fiche d’action développé sur le site NATURA 2000 : "Secteur alluvial Rhin, Ried et Bruch de l'Andlau » qui définit les mesures à prendre selon le type d’embâcle et la zone où ils sont situés. Pour la gestion du bois mort on pourra couper les branches mortes des arbres dans les zones fortement fréquentées par le public ou les zones où la présence d’embâcles est gênante. On pourra par contre laisser le tronc s’il n’y a pas de risque de déracinement ou couper le tronc dans le cas de risque de déracinement. 2-2-2-2 Entretien par trouées L’entretien par petites trouées va avoir plusieurs avantages : il va permettre de créer une hétérogénéité spatiale, on va avoir développement d’une strate herbacée, il permet de plus créer des paysages. En contexte urbain la ripisylve n’a plus un fonctionnement naturel, un entretien par trouées permet de créer une dynamique et il est, de ce fait, adopté dans la plupart des cas. Cependant on ne l’utilisera pas dans des cas particuliers tel que la protection d’habitats de grands 13 intérêts écologiques ou dans les forêts alluviales lorsqu’une dynamique naturelle est déjà en place (Guide). Cette pratique ne remet pas en cause le rôle d’ombrage apporté par la ripisylve si elle bien menée. Dans notre cas cette solution est particulièrement adaptée puisqu’elle permet à la fois d’augmenter le fonctionnement de l’écosystème en augmentant l’hétérogénéité, on va aussi avoir une augmentation de la biodiversité et l’on va diversifier les berges qui ne seront plus constituées que de saules (cf 2-2-1). Cependant elle nécessite un entretien régulier qui peut être coûteux. De plus, une dynamique artificielle qui reste moins appropriée que la dynamique naturelle d’une ripisylve. Méthode d’application Les trouées pourront être effectuées sur l’une ou les deux berges mais il faudra éviter de les placer en vis-à-vis l’une de l’autre. Leur taille ne devra pas dépasser 20 mètres, à adapter selon le cours d’eau, et entre deux trouées il faudra maintenir une ripisylve continue d’au moins deux fois la longueur de la trouée. Afin de conserver le rôle de régulation de l’eutrophisation des ripisylves il faudra veiller à privilégier la mise en lumière au niveau des rapides et garder un ombrage dans les zones calmes. Enfin il est important de garder les gros arbres, les arbres morts ainsi que les arbres penchés. Dans les trouées il faudra favoriser le développement de fourrés et de ronciers. 14 Conclusion Nous avons montré dans ce rapport que l’augmentation de la biodiversité dans les milieux forestiers ou la ripisylve d’une rivière n’est pas une fin en soi. Elle doit être envisagée dans un contexte précis (contexte péri-urbain dans notre cas) et concilier avec d’autres aspects (récréatif et culturel pour la forêt, et bon fonctionnement écologique pour la ripisylve) liés à des objectifs déterminés. Dans ce cadre, nous avons proposé des solutions d’ingénierie écologique et des techniques de gestion permettant d’augmenter la biodiversité. Pour la gestion forestière en lien avec l’aspect récréatif, nous proposons de garder différents types de bois mort, de laisser se former des îlots de sénescence, de favoriser l’hétérogénéité de l’habitat et des strates, de créer des milieux ouverts, d’améliorer la communication et les aménagements pour le public, et enfin, de développer des lisières progressives vers les milieux environnant. Pour garantir le bon fonctionnement de la ripisylve et augmenter sa biodiversité, nous suggérons d’améliorer la continuité longitudinale des espèces ligneuses, de laisser se développer la végétation de la dimension latérale du lit majeur, de recréer une typologie de berge en créant une connectivité latérale, de garder des embâcles et du bois mort, et enfin, d’entretenir les saules par petites trouées. Il est essentiel de garder à l’esprit que les solutions sont particulièrement adaptées aux deux parcelles visitées. Même si celles-ci sont censées être représentative du type de milieux gérés par le SIVOA, la Vallée de l’Orge d’Aval représente un grand territoire et chaque patch de forêt ainsi que les différents tronçons de l’Orge avec leur ripisylve, ont leurs spécificités propres. Les pistes de gestions données dans ce rapport nécessitent donc d’être adaptées à chaque cas d’étude. De plus, les parcelles visitées étant de faible taille, nous n’avons pas mis en avant des techniques de gestion de plus grande ampleur, s’appliquant à des espaces moins anthropisés. Nous n’avons également pas forcément cherché à proposer des solutions pour augmenter la biodiversité qui constitueraient une sorte de retour à des milieux naturels avec une intervention humaine quasi-inexistante : ce ne serait en effet pas adapté au contexte très urbanisé de la vallée, et bien que favorables à une grande biodiversité, de tels milieux ne répondraient pas aux attentes du SIVOA et de la population locale. Enfin, dans une optique de gestion favorisant la biodiversité, il semble important de modifier ou de faire évoluer les habitudes, que ce soit celles des gestionnaires en acceptant le changement qui peut être davantage contraignant, ou celles du public fréquentant les forêts et les bords de l’Orge, en portant une plus grande attention à la biodiversité. 15 Bibliographie AMOROS, C., G. BORNETTE. 2002. Connectivity and biocomplexity in waterbodies of riverine floodplains. Freshwat. Biol., 47 p 761-776. BAXTER, C. V., R. HAUER. 2000. Geomorphology, hyporheic exchange, and selection of spawning habitat by bull trout (Salvelinus confluentus).Can. J. Fish Aquat. Sci., 57: 1470-1481. FORMAN, R. T. T., M. GODRON. 1986. Landscape Ecology GOSSELIN, M., 2008. Biodiversité et gestion forestière : la gestion des lisières. Forêt-Entreprise 183, 58-62 GOSSELIN, M., PAILLET Y., 2010. Mieux intégrer la biodiversité dans la gestion forestière GUNDERSEN, V., FRIVOLD, L.H., 2011. Naturally dead and downed wood in Norwegian boreal forests: public preferences and the effect of information. Scandinavian Journal of Forest Research 26, 110– 119 HEYMAN E., 2012.Analysing recreational values and management effetcs in an urban forest with the visitor-employed photography method, Urban Forestry and Urban Greening 11, 267–277. HILL, A. R. 2000. Stream Chemistry and Riparian Zones. In: Streams and Ground Waters. J. B. Jones & P. J. Mulholland p83-110. Academic Press, San Diego. HUGHES, F. M. R 2003. The Flooded Forest: Guidance for policy makers and river managers in Europe in the restoration of floodplain forests. FLOBAR2, Department of Geography, University of Cambridge, UK. P90 HUPP, C. R. 1999. Relations among Riparian Vegetation, Channel Incision Processes and Forms, and Large woody Debris. Incised River Channels. S. E. Darby & A. Simon p219-246. John Wiley & sons, Chichester. JUNK, W.J. , P. B. BAILEY & R. E. SPARKS. 1989. The Flood Pulse Concept in River-Floodplain Systems. Can. J. Fish Aquat. JULIEN P. 2000. Mesurer un univers urbain en expansion, Economie et statistique n° 336. LACHAT T. et BUTLERSAUVAIN R., Ilots de sénescence et arbres-habitats pour augmenter la biodiversité en forêt, échos de la recherche, WSL MALARD, F., K. TOCKNER, J. J. DOLE-OLIVIER & J. V. WARD. 2002. A landscape perspective of surfacesubsurface hydrological exchanges in river corridors. Freshwat. Biol., 47 : 621-640. MOUCHET et al., 2007 uide d’entretien des ripisylves OVERTON, C. K., S. P. WOLLRAB, B. C. ROBERTS & M. A. RADKO. 1997 (Northern/Intermountain Regions) Fish and Fish Habitat Standard Inventory Procedures Handbook. USDA, INT-GTR-346. p73 POOLE, G. C. 2002. Fluvial Landscape Ecology: addressing uniqueness within the river discontinuum. Freshwat. Biol., 47 : 641-660. 16 RIBE, R.G, 1989. The aesthetics of forestry, what has empirical preference research taught us? Environmental Management 13, 55–74. SPACKMAN, S. C. & J. W. HUGHES. 1995. Assessment of minimum stream corridor width for biological conservation: species richness and distribution along mid-order streams in Vermont, USA Biological Conservation, 71: 325-332. TYRVAINEN, L., SILVENNOINEN, H., KOLEHMAINEN, O., 2003. Ecological and aesthetic values in urban forest management.UrbanForestry and UrbanGreening 1, 135–149. WARD, J. V., K. TOCKNER, D. B. ARSCOTT & C.CLARET. 2002. Riverine landscape diversity. Freshwat. Biol., 47 : 517-539. Webographie 1 www.crpfnorpic.fr/ecosystemes-forestiers/ripisylves www.eau-rhin-meuse.fr/tlch/plaquette/RIPISYLVES-light.pdf 3 www.conservation-nature.fr/article3.php?id=203 2 www.onf.fr www.aev-iledefrance.fr, Guide des bonnes pratiques pour la protection et la gestion des lisières en milieu urbanisé. 17 Annexes Annexe 1 : Bois Daridan dans le Parc de Lormoy-Saint Michel sur la commune de Saint-Michel-surOrge. Parcelle étudiée pour l’état des lieux. Annexe 2 : Schéma simplifié du Bois Daridan. 18 Annexe 3 : Panoramas rendant compte de la densité moyenne de la strate arborescente Annexe 4 : Portion de canal traversant le bois Daridan. Les berges sont maintenues par les ligneux 19 Annexe 5 : Dégradation d’un banc et de ses alentours du bois Daridan Annexe 6 : Ourlet herbacé et ourlet buissonnant d’une lisière en bord de champ (à gauche) ou en bord de route (à droite). Source : Gestion forestière et biodiversité (2008) C.R.P.F. d’Ile-de-France et du Centre. 20 Annexe 7 : Situation de la ripisylve dans le parc de Morsang-sur-Orge. Annexe 8 : Couloir de Saules couvrant la rivière. 21 Annexe 9 : Photographie de la végétation en bord de berge Nord Ouest. Annexe 10 : Photographie d’un spécimen de saule représentatif de la taille en cépée réalisée sur la zone. 22 Annexe 11 : Erosion naturelle de la berge Sud Est. Annexe 12 : Photographie d’ensemble de la berge Nord Ouest. 23
