Sur les résultats d’analyse de la biodiversité spécifique végétale

Les nombres totaux d’espèces recensées en 2010 et 2011 sont cohérents avec la valeur mesurée par De Redon de Colombier (2008) (60 espèces sont recensées dans leur étude parmi les relevés de bords de routes proches de terres cultivées).

Nos mesures de densité spécifique moyenne par m² sont plus élevées que les résultats d’Oster et al. (2008), qui ont trouvé entre 5 et 6 espèces /m² dans des milieux prairiaux semi-naturels soumis au pâturage. En revanche, les mesures de De Redon de Colombier (2008) pour ce même paramètre sont plus élevées que les nôtres (20,9 espèces par m² ± 8,02, P = 0,021), et coïncident avec les résultats de Piqueray et al. (2011) (20,3 esp/m²). Il apparaît donc que notre système est plutôt pauvre en espèces végétales herbacées, bien qu’il ait un pH > 6 (Critchley et al. 2002a).

routes adjacents à des parcelles cultivées. Nos résultats montrent que le cortège du Mont-aux-Liens est composé principalement d’espèces peu recouvrantes et que quelques espèces, peu nombreuses, dominent le couvert végétal sur l’ensemble du site et sont issues des semis initiaux. Notre système d’étude est plus récent que celui de De Redon de Colombier (2008), moins stable et les espèces semées ont encore un poids non négligeable dans la composition du cortège : le cortège est fortement influencé par les semis et le couvert débute son évolution par des colonisations ponctuelles d’espèces qui ne parviennent pas ou pas encore à se maintenir, et à concurrencer les semis ayant germés sur un sol nu et ayant pu coloniser l’ensemble du site lorsque les conditions locales de station n’étaient pas trop contraignantes. L’équitabilité de Piqueray et al. (2011) montre une diversité des couverts plus élevée que la nôtre (0,7), c'est-à-dire une plus faible dominance d’un nombre réduit d’espèces.

Nos observations sur l’évolution spatiale des indices de diversité avec l’éloignement de l’infrastructure routière ne sont pas cohérentes avec les études déjà menées sur ce thème (chapitre 2 paragraphe 2.3.2.1). Il est en revanche cohérent avec les caractéristiques d’un système pionnier. De plus, le microclimat décrit dans la bibliographie (paragraphe 2.2) et lié à l’exploitation de l’autoroute ne semble pas encore établi, ce qui était attendu en raison de la mise en service récente de l’infrastructure,

5.3.1.2 Réflexion sur le déterminisme abiotique de l’ α-diversité

Il est largement admis que les conditions abiotiques sont corrélées à la diversité des milieux prairiaux : à titre d’exemple, la forte fertilité du sol en azote et phosphore assimilable diminuent la diversité spécifique par réduction de la dimension des niches écologiques de chaque espèce (Harpole et Tilman 2007, Pywell et al. 2007).

Nos résultats montrent, en revanche, qu’il n’existe pas de réponse de la diversité quantitative spécifique à l’application d’un stress hydrique plus fort en 2011, et qu’il n’existe pas de facteur écologique testé expliquant l’évolution du recouvrement en 2011. Seule l’apparition d’une corrélation entre la densité spécifique et la profondeur de H1 la troisième année après la construction du Mont-aux-Liens, signale l’existence d’un déterminisme environnemental pour la diversité spécifique quantitative au sein du Mont-aux-Liens. Ces résultats appuient l’hypothèse qu’il existe une forte stochasticité environnementale, ce qui est cohérent avec la nature pionnière du couvert (Hubbell 2001).

Les résultats des analyses physicochimiques peuvent néanmoins alimenter notre réflexion sur le niveau de la diversité α.

La teneur en phosphore assimilable moyenne de notre site est relativement élevée (15 mg/100g), bien supérieur au contenu optimal du sol prairial fixé par Janssens et al. (1998) (5-8mg de phosphore assimilable /100g de sol sec), mais cohérent avec les valeurs mesurées in situ lors de leurs expérimentations. Notre valeur est supérieure aux teneurs trouvées par Piqueray et al. (2011) (0,963 mg/100g) ou encore Critchley et al. (2002a). Ces publications rendent compte de la très forte richesse spécifique (> 30 espèces /m²) des prairies associées aux faibles teneurs en P (au max 15 mg/kg). Notre teneur excède largement ce seuil, ce qui causerait la faible richesse spécifique bien qu’aucune corrélation ne soit associée. Le pH, la MO, le calcium et l’Nt ne montre pas de relation claire avec la diversité spécifique selon Janssens et al. (1998) et Critchley et al. (2002a), ce qu’on observe dans nos résultats en raison de la gamme de variation des paramètres chimiques trop restreintes (Figure 5-3).

5.3.1.3 Mesure de la diversité qualitative spécifique.

Nos résultats montrent une stabilité globale de la diversité spécifique qualitative, marquée par une modification de la distribution spatiale d’un nombre réduit d’espèces au sein du site, et par la présence non négligeable d’espèces non semées en 2008 : en effet, la diversité des plantes des milieux prairiaux est fortement influencée par la matrice paysagère à laquelle elle appartient (Dauber et al. 2003, Waldhardt et al. 2004), par la dispersion des graines (Geertsema et al. 2002) et par les flux de pollen (Van Geert et al. 2010). La matrice paysagère joue ainsi le rôle de filtre et détermine un pool d’espèces, de milieu agricole et de bords de route : parmi les éléments filtrant de la matrice figurent la configuration du paysage. Dans notre cas d’étude, le site est traversé par l’autoroute et les limites périphériques sont en contact direct avec des terres cultivées intensivement dont les bordures sont très régulièrement fauchées et reçoivent des molécules organiques xénobiotiques (pesticides).

Il est probable que le caractère pionnier de la végétation du Mont-aux-Liens soit accentué par la présence d’un pâturage sauvage sur le site (gibiers) qui favorise les espèces annuelles, en rosettes, et les hémicryptophytes (Diaz et al. 2007) et la colonisation par zoochorie.

5.3.1.4 Déterminisme abiotique de la diversité qualitative spécifique

L’étude des caractéristiques écologiques des espèces donne des indications sur les facteurs écologiques influençant l’évolution spatiale et temporelle des espèces entre 2010 et 2011 au sein du Mont-aux-Liens. L’amplitude de variation du pH à court terme est totalement négligeable, compte tenu de la très forte teneur en carbonates. Concernant les conditions de températures, elles sont en théorie influencées par la couverture du sol en végétation : les couverts ras, de faible densité, et composés d’espèces herbacées dont le recouvrement individuel est faible (en phase de colonisation par exemple) , favorisent l’arrivée d’un rayonnement incident fort et direct sur le sol et donc, des températures élevées. Le couvert végétal montrant peu d’évolution entre les deux années, l’absence d’influence de ce paramètre dans l’expansion ou la régression spécifique parmi les relevés était attendue. L’étude du fonctionnement hydrologique montre la présence d’un stress hydrique élevé, lié à des conditions sèches du sol. Cette tendance s’accentue en 2011, ce qui serait cohérent avec l’expansion de l’aire de répartition d’espèces mésoxérophiles au détriment des espèces mésohydriques, entre 2010 et 2011. L’éclairement est fort sur le site en raison de l’absence de végétation arborée et arbustive bien développée sur le site d’étude, ce qui favorise les espèces supportant un éclairement direct et tout au long de l’année, en cohérence avec les observations précédentes.

Les résultats de la corrélation entre les variables d’Ellenberg par relevé et les variables physicochimiques ne nous permettent pas de valider l’expansion de la capacité de tolérance au stress des cortèges due à l’application d’un stress hydrique plus fort en 2011. Les résultats d’analyses des paramètres chimiques et physiques (Tableau 5-5) montrent que ces facteurs sont peu variables sur l’ensemble du site d’étude et pour les deux années (concernant θmoyPC, σmoyPC, RU), ce qui expliquerait ce faible niveau de corrélation, particulièrement en ce qui concerne le pH et l’humidité édaphique. Nos résultats concernant la validation de l’humidité du sol sont cohérents avec les observations faites par Diekmann (2003) selon lesquelles, les corrélations entre Fi et les paramètres habituellement utilisés dans la littérature pour les validations sont rares. Des profondeurs croissantes pour H1 sont corrélées à

négative, celles entre Fi et Ksat d’autre part, Fi et α d’autre part, sont positives. Les variables utilisées ne nous permettent pas de valider les estimations par relevés de Ri ni Fi. Ces effets peuvent être expliqués par l’influence de la position de chaque espèce le long du gradient environnemental sur la forme de sa réponse (Rydgren et al. 2003) : la courbe de réponse d’une espèce ou d’un cortège végétal est déterminée de façon non ambiguë si le gradient environnemental des échantillons excède largement les limites hautes et basses de présence du cortège végétal étudié (Austin 2007), ce qui n’est pas le cas dans notre étude. L’absence de validation de Ri et Fi pourrait également découler de la nature du site d’étude : dans des conditions soumises à de forts impacts anthropiques, les espèces recensées peuvent, avant tout, refléter un niveau de perturbation, et pas des conditions abiotiques spécifiques en raison de la modification de leur compétitivité (Diekmann 2003). En revanche, les mesures d’Nt et de teneurs en phosphore assimilable valident bien les valeurs pondérées de Ni.

Les résultats de l’étude des stratégies adaptatives du cortège global montre qu’il n’y a pas de réponse particulière des espèces à l’application d’un stress hydrique plus fort en 2011. La stratégie dominante du cortège global est la rudéralité, ce qui est cohérent avec les stratégies observées sur les bords de routes dans la bibliographie (chapitre 2 paragraphe 2.3.1.1.1).

L’augmentation du niveau de tolérance au stress moyen des cortèges par relevé en 2011 est corrélée positivement à la densité apparente de H1 : l’augmentation de la densité apparente signifie une diminution de la porosité du sol, et peut être associée à un tassement plus important, rendant plus difficile l’enracinement des plantes, et sur des profondeurs plus réduites. Cette corrélation est donc cohérente avec la présence de cortèges floristiques plus tolérants au stress au niveau de ces relevés. Les traits fonctionnels dédiés à l’exploitation des ressources permettent d’expliquer la relation entre le niveau de compétitivité moyen des cortèges et les paramètres physicochimiques auxquels il est corrélé. Ces résultats ne confirment en revanche pas les observations de Critchley et al. (2002a) qui ont montré une corrélation positive du niveau de tolérance au stress avec le pH et avec le phosphore assimilable.

5.3.2 Sur les résultats d’analyse de la biodiversité des communautés végétales