2. Materials and methods
3.4 Synthèse concernant l’influence des paramètres régionaux sur la distribution
Dans le cadre de recherches en écologie, un compromis doit être fait entre l’échelle d’étude, le nombre d’observations et la nature des variables environnementales considérées. Ce chapitre présente ainsi deux approches de la distribution des characées faites au niveau régional, la deuxième utilisant des gradients directs liés à la physico-chimie, et donc un jeu de données plus restreint, que la première. La première approche a l’avantage de permettre de prédire la distribution actuelle et future des espèces sur l’ensemble des 21’000 plans d’eau recensés en Suisse, la deuxième donne une description complémentaire des différences d’habitat entre les espèces. Les résultats des deux études coïncident malgré la différence de taille des enveloppes environnementales considérées.
Les conclusions générales apportées dans ce chapitre concernant l’influence des paramètres environnementaux régionaux sur la répartition des espèces en Suisse sont :
Toutes les espèces de characées en Suisse n’occupent pas exactement le même habitat et ont des spectres de tolérances aux paramètres considérés également différents.
La taille du plan d’eau est le facteur le plus important pour discriminer les espèces, certaines étant présentes quasiment exclusivement dans les grands lacs (T. glomerata, N. obtusa, C. tomentosa, C. strigosa) alors que d’autres colonisent préférentiellement les petits plans d’eau (C. vulgaris, C. intermedia).
La taille du plan d’eau n’est cependant pas un facteur agissant directement sur la croissance des plantes. Cette variable cache un fonctionnement et un nombre de micro-habitat différents (profondeur, thermoclines, temps de renouvellement des eaux, perturbations liées aux vagues, aux assèchements ou aux crues) qui n’ont pu être mis en évidence dans le cadre d’une approche régionale.
La température de l’air apparait également comme un facteur déterminant pour la répartition des characées, N. opaca et C. strigosa ayant été identifiées comme
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deux espèces spécialistes des régions froides et N. obtusa comme une espèce de régions chaudes.
Les précipitations jouent également un rôle important : C. strigosa, C. vulgaris et C.
aspera sont liées aux précipitations modérées à faibles indiquant probablement leur préférence pour des conditions d’assèchements occasionnels.
Contrairement aux attentes, la minéralisation et le niveau de trophie des eaux (substituées par l’occupation du sol et la nature de la roche mère dans le bassin versant ou mesurées directement) n’interviennent qu’en dernier dans la ségrégation des macro-habitats des espèces en Suisse : C. contraria, C. globularis et N. obtusa ont une préférence pour les eaux plutôt mésotrophes alors que C.
strigosa est présente dans les eaux ultra-oligotrophes et très calcaires. C. hispida et C. intermedia sont également associés aux milieux de faible superficie très fortement minéralisées et riches en calcium.
Ainsi sous un scénario plausible prédisant un climat plus chaud et plus sec en Suisse à l’horizon 2100, des espèces potentiellement perdantes (extinction) et d’autres gagnantes (colonisation) ont été identifiées : les perdantes sont essentiellement celles qui colonisent actuellement dans les grands lacs alors que les gagnantes sont plutôt celles qui colonisent les petits plans d’eau.
Ces deux études démontrent également la nécessité d’élargir l’échelle d’étude (à niveau européen par exemple), et à l’inverse de réaliser un suivi temporel d’un nombre restreint de sites pour mieux comprendre les relations entre les conditions hydrologiques et de température et l’abondance et les traits de vie des espèces. Cette deuxième approche fait l’objet du chapitre suivant.
CHAPITRE 4.
Echelle du micro-habitat : Impact des facteurs environnementaux
locaux sur l’abondance et la
phénologie des espèces
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4 Echelle du micro-habitat : Impact des facteurs environnementaux locaux sur l’abondance et la phénologie des espèces
La déconnection des plaines alluviales de leur cours principal ou même leur simple destruction ont conduit à la disparition progressive de la dynamique fluviale qui conduit normalement à la création d’une mosaïque d’habitats donnant refuge à des espèces pionnières telles que les characées. Par ailleurs, dans le contexte de changements globaux, nous allons devoir faire face à des régimes hydrologiques de plus en plus variables et il reste des incertitudes quant à la manière dont les écosystèmes aquatiques vont pouvoir répondre à ces conditions. Plusieurs études ont montré la très grande sensibilité de la végétation aquatique aux fluctuations de niveaux d’eau (Bornette, Amoros & Lamouroux 1998; Van Geest et al. 2005a). Quelques-unes ont été menées sur le rôle des phases de bas niveau sur les communautés macrophytiques. L’assèchement des plans d’eau durant les périodes de basses eaux est considéré comme une perturbation (« disturbance » en anglais) à partir de laquelle les communautés aquatiques doivent ensuite se rétablir (Davies & Walker 1986; Bunn & Arthington 2002;
Lake 2003).
D’après les deux premières études, les facteurs régionaux les plus importants pour expliquer la répartition des espèces de characées en Suisse sont liés au climat, à la superficie des plans d’eau (grands lacs vs étangs) et par conséquent à la probabilité d’assèchement de ceux-ci. Les espèces se répartissent seulement dans un second temps en fonction de la qualité de l’eau (degré de minéralisation, concentration en calcium et niveau trophique). Comme expliqué dans les chapitres précédents les paramètres environnementaux susceptibles d’influencer la distribution des espèces de characées agissent à différentes échelles rendant la compréhension de leur rôle respectif complexe. Les larges spectres de tolérance vis-à-vis de ces paramètres cachent parfois des différences de performance que seules des études ciblées au niveau de l’espèce et du micro-habitat peuvent éclaircir. Cela indique la nécessité d’apporter des précisions sur les spectres de tolérance construits sur la seule information présence/absence dans les différents types de milieux, ainsi que les précautions à prendre dans toute interprétation
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de la présence/absence d’une espèce dans un milieu donné (interaction des facteurs de stress, phénomène de compensation…).
L’objectif principal de ce chapitre est donc de déterminer la relation entre les variations de niveaux et de température et l’abondance et la phénologie des espèces de characées à une échelle locale, celle d’une ancienne gravière semi-permanente (lac du Bois d’Avaz) abritant une communauté de macrophytes exceptionnellement riche. Pour remplir cet objectif, un suivi temporel de 4 années (2009-2012) a été réalisé. Une partie des données sur la végétation et les conditions environnementales récoltées au cours de ce suivi ont servi de base aux trois articles (Articles 3, 4 et 5) et à la discussion constituant ce chapitre.