La région est occupée majoritairement par le massif jurassien (cf. carte en annexe 1), vaste zone plissée et tabulaire, qui lui donne son image de pays calcaire. Le massif jurassien a un relief dissymétrique : en forme d’arc allongé nord-sud, son relief monte en pente douce d’ouest en est – sous forme d’une succession de gradins étagés – il culmine dans la zone plissée de la Haute-Chaîne, avant de s’abaisser brusquement sur la plaine molassique suisse. Il se prolonge vers l’ouest par des zones de basses altitudes : les plaines de la Bresse, du Doubs, de l’Ognon et de la Saône et au nord par la bordure méridionale des Vosges.
Les roches sédimentaires (calcaires ou marnes) sont les plus fréquentes dans la région ; elles constituent tout le massif du Jura et à l’ouest les plateaux calcaires de Haute- Saône. La partie vosgienne, sous-vosgienne et le petit massif de la Serre se démarquent par
leurs substrats cristallins (granite) et métamorphiques (gneiss) souvent coiffés de grès tertiaires. Il existe aussi de nombreux substrats locaux qui recouvrent souvent les roches sous- jacentes (altérites d’origine siliceuse ou argileuse) et donnent une tonalité différente au sol. Ils ont été déposés par les cours d’eau – par exemple le delta pliocène acide de l’Aar-Doubs sous la forêt de la Chaux, ou encore les alluvions silicieuses de la vallée de l’Ognon – ou au cours des dernières glaciations (moraines…).
Chacun de ces substrats engendre des sols très variés que l’on peut diviser en trois grands ensembles selon leur utilisation potentielle (Gaiffe in Ferrez et alii, 2001, pp. 41-43) :
– les sols propices à la culture. Ils ont pour caractéristiques communes d’être aérés et profonds, on peut en distinguer deux types selon le substrat sous-jacent :
* les sols sur roches fissurées, capables d’évacuer l’eau verticalement (par exemple les sols bruns calcaires). On les trouve essentiellement dans les plaines (val d’Amour, Finage, Revermont, plateaux de Haute-Saône) ;
* les sols au dessus de roches étanches qui permettent la mise en place de nappes phréatiques profondes (alluviales ou temporaires), ce sont par exemple les gleys alluviaux. On les trouve aussi dans les plaines et plus particulièrement dans les plaines alluviales (vallées de la Loue, du Doubs et de la Saône).
– les sols propices aux herbages et pâtures. On les trouve sur des roches fissurées ; ils sont superficiels et parfois caillouteux (par exemple les sols bruns à pellicules calcaires) et couvrent la quasi-totalité des plateaux jurassiens. On les trouve aussi sur des roches étanches, au-dessus de nappes temporaires proches de la surface qui induisent des périodes d’anoxie (pseudogleys) en plaine.
– les sols de type variés. Ils ont comme point commun d’être trop inhospitaliers pour l’agriculture et les herbages et sont souvent laissés à la forêt (ils sont trop pauvres ou trop secs ou trop humides ou trop caillouteux…). Ce sont par exemple, sur roches fissurés, les sols très acides du pied des Vosges (plateaux et moyenne montagne vosgiens, dépression sous- vosgienne…) ou les sols des zones fortement érodées (bords de plateaux, zones de karst…). Ce sont aussi les pseudogleys de la forêt de la Chaux et tous les sols soumis à une anoxie permanente (au-dessus de nappes de longue durée) qui prennent différentes formes : anmor des aulnaies, tourbes des marais et tourbières.
La climat de la région Franche-Comté est à tendance continentale, tendance seulement car la région subit l’influence prépondérante d’un régime à caractère océanique. A ces deux
influences majeures s’ajoute une troisième plus discrète, l’influence méridionale dans le prolongement du couloir rhodanien qui affecte le sud du massif jurassien et de façon atténuée l’ouest de la Haute-Saône. La Franche-Comté se trouve au carrefour de 4 grandes régions climatiques ce qui est à l’origine de forts contrastes (Bailly in Ferrez et alii, 2001, pp. 33-36).
En basse altitude :
– l’ouest du Jura (plaine bressane et Finage) et la partie basse de la vallée de la Saône bénéficie d’un climat de type « bourguignon ». C’est grâce aux reliefs bourguignons (Morvan) qui atténuent les perturbations atlantiques et permettent la pénétration des influences méridionales que ce climat se distingue, du reste de la région, par un été chaud et un bon ensoleillement.
– le reste de la Haute-Saône appartient à la région climatique de type « lorrain » (à l’exception des Vosges), c’est un climat à forte tendance continentale (hiver rude, brouillards fréquents…). L’effet des influences méridionales se fait encore sentir et crée un gradient pluviométrique et thermique ouest-sud-ouest / est-nord-est sur les plateaux de Haute-Saône (chaud-sec / plus froid-plus humide).
En altitude, c’est-à-dire au dessus de l’isohyète de 1 000 mm (précipitations moyennes annuelles) :
– les Vosges et l’arc jurassien sont dominés par un climat de type « montagnard ». Ces deux pôles de condensation ont pour caractéristiques communes de présenter une forte pluviométrie en toute saison (1 000 à 1 500 mm/an, voire plus de 2 000 mm/an sur les plus hauts points) et des hivers rigoureux. Dans ces secteurs, les caractéristiques topographiques déterminent un grand nombre de microclimats et, dans le massif jurassien, où existe de nombreuses reculées, vallées encaissées etc. l’on peut observer ces contrastes (opposition adret / ubac…). La topographie, les variations altitudinales et locales du climat conditionnent la dynamique et la répartition de la végétation et sont la cause principale de son étagement. Le massif vosgien, moins élevé, à une plus haute latitude et à la topographie moins contrastée, se distingue par des conditions thermiques moins favorables (moins de 1°C en moyenne l’hiver) ; par conséquent les étages de végétation y sont plus bas, plus resserrés et intriqués que dans le massif jurassien (par exemple la hêtraie-sapinière y apparaît dès 400 m alors qu’on ne la trouve qu’à partir de 650 m dans le Jura central).
L’ensemble de ces caractéristiques participent à l’existence d’une grande variété de milieux et à l’existence d’une flore riche et originale (environ 2 000 espèces). Elle est essentiellement calcicole dans le massif jurassien et l’ouest de la Haute-Saône et acidiphile
dans la partie vosgienne, sous-vosgienne, dans le massif de la Serre, la forêt de Chaux et les tourbières.