Histoire de la végétation de l'Est Algérien analyse paléopalynologique des histosols du Djebel El-Ghorra Wilaya d'El-Taref

(1)

ةيبعشلا ةيطارقميدلا ةيرئازجلا ةيروهمجلا

يملعلا ثحبلا و يلاعلا ميلعتلا ةرازو

راتخم يجاب ةعماج

-

ةبانع

Faculté des Sciences

Département de Biologie

Thèse

Présentée en Vue de l’Obtention du Diplôme de Doctorat

Option : Biologie végétale

Thème

Présentée par : M. YOUBI Mustapha

Devant le Jury composé de:

Président DJAMAÏ Rachid. Professeur. U.B.M.A Annaba Directeur BENSLAMA Mohamed. Professeur U.B.M.A Annaba Examinateurs BOUGHDIRI Larbi. Professeur U.B.M .A Annaba CHEFROUR Azzedine Professeur U. MCM S/Ahras LABAR Sofiane. M.C.A U.C.B. El Taref BOUCHKER Abdenour M.C.A U.C.B. El Taref

Année universitaire 2016/2017

Histoire de la végétation de l'est algérien

Analyse paléopalynologique des histosols du Djebel El-Ghorra

Wilaya d'El-Taref

(2)

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كرابي

يف

مهملع

عفنيو

مهب

.

(3)

Sommaire

Liste des figures Liste des tableaux Introduction

Chapitre I- Synthèse Bibliographique

1. Rappel sur les sols hydromorphes……….………3

1.1 Morphologie des sols des zones humides………...……...…3

1.1.1. Les traits rédoxiques………..………...3

1.1.2. Les traits réductiques………...3

1.1.3. Les traits histiques………...3

1.2 Définition des histosols………..3

1.3 Genèse des histosols………..4

1.3.1 Condition de formations………..4

1.3.2 Processus de formation des histosols………..5

1.4 Localisation et évolution des histosols………...5

1.5 Histoire………...6

1.6 Constituants des histosols………..6

1.6.1 La matière organique……….6

1.6.2 La teneur en fibre………...7

1.6.3 Débris décomposés………..7

1.6.4 L’eau………...…..8

1.7 Typologie des histosols………...8

1.7.1 Les histosols fibriques………...8

1.7.2 Les histosols mésiques………....9

1.7.3 Les histosols sapriques………...9

1.7.4 Les histosols composites……….9

1.7.5 Les histosols leptiques………...…..10

1.8 Intérêts des Histosols……….10

1.8.1 Mise en pâture et assainissement………...10

1.8.2 Utilisation horticole des tourbes………...10

1.9 Importance et conservation des Histosols……….10

1.9.1 Protection des archives naturelles………...11

(4)

2. Analyse pollinique de sédiments………....12

2.1 Définition……….…..12

2.2 Principes et fondements………...12

2.3 Détermination des taxons………..13

2.4 Limite chronologique de l'analyse pollinique des sédiments………..13

2.5 Le diagramme pollinique ………...14

2.5.1 Extraction du matériel sporo-pollinique……….14

2.5.2 La datation………...15

2.5.3 La zonation………...15

2.6 Interprétation des résultats………...…..15

Chapitre II- Matériels et Méthodes 1. Cadre de l'étude………..16

1.1 Le Park National d'El-Kala (PNEK) ………..16

1.2 Situation géographique………...16

1.3 Données géomorphologiques………...16

1.4 Données Pédologiques………...18

1.4.1 Les sols dunaires………..18

1.4.2 Les sols inter-collinaires………....18

1.4.3 Les sols des milieux forestiers……….18

1.5 Données géologiques……….18 1.5.1 Le secondaire………18 1.5.2 Tertiaire………..19 1.5.3 Le Quaternaire……….19 1.6 Le réseau hydrographique………19 1.7 Données climatiques………20 1.7.1 La température………20 1.7.2 Les précipitations……….21 1.7.3 L’hygrométrie………..…..22 1.7.4 Le vent………..23 1.8 Synthèse climatique………...24 1.8.1 Diagramme ombrothermique……….24 1.8.2 Climatogramme d’Emberger………...25 1.9 La flore et la faune……….26

(5)

2. Présentation des sites d'étude……….26 2.1 Gbar-Halouf………..28 2.1.1 Description générale………...28 2.2 Aïn-Boubrous………...29 2.2.1 Description générale………...29 2.3 Kodiet H'sen………...30 2.3.1 Description générale………...30 3. Démarches expérimentales……….31 3.1 Echantillonnage………..31 3.2 Sondage ………..34 3.3 Analyse au laboratoire………..34 3.3.1 Description morphologique……….34 3.3.2 Analyses physicochimiques……….…..35

3.3.3 Extraction du matériel sporo-pollinique……….35

3.4 Radio-Datation………...36

3.5 Diagramme sporo-pollinique………37

3.6 Analyses statistiques………..37

Chapitre III Résultats et interprétation 1. Site de Gbar-Halouf………..38

1.1 Résultats de la datation au 14C………...38

1.2 Résultats des paramètres physico-chimiques………....39

1.3 Le diagramme sporo-pollinique………...42

2. Site de Aïn-Boubrous………..46

2.1 Paramètres physicochimiques……….46

2.2 Diagramme sporopollinique………..49

3. Site de Kodiet H'sen………...52

3.1 Paramètres physicochimiques………....52

3.2 Diagramme Sporopollinique……….55

Chapitre IV- Discussion et essai de dynamique végétale du Djebel Ghorra 1. Site de Gbar-Halouf………...58

1.1 L'indice d'humification……….58

1.2 Diagramme sporo-pollinique………...59

2. Site de Aïn-Boubrous………..60

(6)

3. Kodiet H'sen………61

3.1 L'indice d'humification………..61

4. Essai de dynamique végétale du Djebel El-Ghorra………62

4.1. Au moyen âge………...63

4.2. De 1400-1500 B.P. jusqu'à 1800-1850 B.P. ………64

4.3. De la fin du 19ème siècle jusqu'à nos jours………..…..65

Conclusion

Références bibliographiques Résumés

(7)

Liste des figures

Titre Page

Figure 1. Situation géographique du Park National d'El-Kala 17

Figure 2. Le diagramme ombrothermique de la station de Gbar-Halouf (1913 -

1938) 24

Figure 3. Le diagramme ombrothermique de la station de Gbar-Halouf (2004 -

2010) 25

Figure 4. Localisation des sites d'étude au niveau du Djebel El-Ghorra 27

Figure 5. Vue panoramique du site de Gbar-Halouf 29

Figure 6. Vue panoramique du site de Aïn-Boubrous 30

Figure 7.Vue panoramique du site de Kodiet H"sen 31

Figure 8. Localisation des dix sites renfermant des histosols au niveau du Djebel

El-Ghorra 32

Figure 9. Clichés des 4 carottes extraites des trois sites de Djebel El-Ghorra 35

Figure 10. Cliché montrant des tiges de Cypéracées de la carotte GH extraites

entre -108 cm et -110 cm utilisées pour la radiodatation 37

Figure 11. Courbe des résultats des paramètres physicochimiques pour le site de

Gbar-Halouf 40

Figure 12 : Corrélation entre concentration pollinique et indice d'humification du

site de Gbar-Halouf 41

Figure 13. Diagramme sporo-pollinique et lithologie simplifiée de la séquence

sédimentaire de Gbar-Halouf (alt. 1003) 45

Figure 14. Courbes des résultats des paramètres physicochimiques pour le site

de Aïn-Boubrous 47

Figure 15. Corrélation entre concentration pollinique et indice d'humification du

site de Aïn-Boubrous 48

Figure 16. Diagramme sporo-pollinique et lithologie simplifiée pour le site de

Aïn-Boubrous (alt. 934 m) 51

Figure 17. Courbes des résultats des paramètres physicochimiques pour le site

de Kodiet H'sen 53

Figure 18. Corrélation entre concentration pollinique et indice d'humification pour

le site de Kodiet H'sen 54

Figure 19. Diagramme sporo-pollinique et lithologie simplifiée de la séquence

sédimentaire de Kodiet H'sen (Alt 823 m) 57

Figure 20. Schéma hypothétique de la dynamique végétale du Djebel El-Ghorra au

(8)

Liste des tableaux

Titre

Page

Tableau 1. Moyennes des températures pour les périodes

:(1913-1938) et (2004-2010) pour le site de Gbar-Halouf (alt:1003 m)

21 Tableau 2. Moyennes des précipitations (en mm) pour les périodes

:(1913-1938) et (2004-2010) pour le site de Gbar-Halouf (alt:1003 m)

22 Tableau 3. Moyennes des taux d'humidité (en %) pour les périodes

: (1913-1938) et (2004-2010) pour la ville d'El-Kala

23 Tableau 4. Moyennes de la vitesse des vents (en m/s) pour les

périodes : (1913-1938) et (2004-2010) pour la ville d'El-Kala

23 Tableau 5. Coordonnées géographiques, altitude et superficie

estimée des sites tourbeux et semi-tourbeux recensés dans la

région d'El-Ghorra

33 Tableau 6. Techniques utilisées pour la mesure des paramètres

physicochimiques

36 Tableau 7. Radio-dates

14

C obtenues pour le site de Gbar-Halouf

38 Tableau 8. Descriptions des zones polliniques du profil de Gbar

Halouf

44 Tableau 9. Descriptions des zones polliniques du profil du profil de

Aïn-Boubrous

50 Tableau 10. Descriptions des zones polliniques du profil

(9)

(10)

Introduction

Les dernières décennies ont connu un véritable essor des travaux paléo-écologiques et paléo-botaniques à travers le monde. Cet intérêt croissant étant en grande partie lié au besoin de répondre aux questions liées au réchauffement climatique et ses conséquences sur l'homme et la nature dans le présent et le futur. Une majeure partie de la réponse à ces soucis se trouve dans l'histoire proche et lointaine. Dans ce contexte, la paléo-palynologie constitue un outil précieux contribuant de plus en plus à la compréhension de l'histoire de la végétation et des changements qu'elle a connus suite aux fluctuations climatiques et/ou pressions anthropiques à travers l'histoire.

La situation géographique de l'Algérie lui confère un caractère particulier en terme de richesse végétale et écosystémique notamment dans la partie septentrionale du pays. Cette région se situant entre la méditerranée et le Sahara, qui recèle entre autres le Parc National d'El-Kala, a bénéficié de peu de travaux ayant trait à l'histoire de la végétation locale ou régionale ce qui constitue une lacune, voire une entrave à la compréhension des fluctuations climatiques et paléo-géographiques de la région méditerranéenne et peut-être même à l'échelle globale.

Dans ce cadre, ce travail tente de contribuer à la compréhension de l'histoire de la végétation de l'Algérie en prenant comme exemple le Djebel El-Ghorra. Ce massif de moyenne altitude (pic de 1203 m) qui est situé au nord-est du pays au niveau de la zone frontalière avec la Tunisie, recèle les meilleures zeenaies de la région. De l'autre coté de la frontière, les travaux de Ben Tiba (1995) ; de Ben Tiba et Reille (1982) ; de Stambouli-Essassi et al., (2007) ; de Stambouli-Stambouli-Essassi et Roche (2002) et de Stambouli-Stambouli-Essassi et Roche (2001) ont apporté des contributions très utiles ayant permis de mieux comprendre la paléo-écologie de la région. Cependant, la partie algérienne du Djebel El-Ghorra reste non investie et méconnue à ce jour à l'exception des travaux de Benslama et al., (2010), qui ont indiscutablement apporté les premiers éléments pour la compréhension de la dynamique végétale de la région (coté algérien), mais étaient plutôt focalisés à basse altitude.

Nous nous somme intéressé au cours de ce travail à l'étude de sédiments tourbeux extraits à partir de trois sites situés entre 823 m et 1003 m d'altitude en se concentrant sur l'analyse paléo-palynologique ainsi que l'étude de quelques paramètres physicochimiques notamment l'indice d'humification qui, même s'il a été longtemps négligé, est devenu

(11)

Introduction

d'une importance majeure dans beaucoup d'études paléo-écologiques récentes. La datation A.M.S. au 14C de la base de la carotte extraite du site de Gbar-Halouf a révélé une date d'environ 1000 ans.

En se basant sur l’âge de notre carotte (Subatlantique récent), nous nous sommes fixés les objectifs suivant:

- Retracer une partie de l'histoire de la végétation locale du Djebel El-Ghorra au cours du dernier millénaire à travers une approche paléo-palynologique.

- Corréler l'éventuelle dynamique végétale aux fluctuations climatiques rapportées par d'autres travaux réalisés à travers le bassin méditerranéen et essayer de comprendre les modulations du paysage végétal du mont El-Ghorra vis à vis de ces variations.

- Essayer d'analyser les résultats de l'étude pollinique avec l'indice d'humification pour mieux comprendre l'impact des variations climatiques sur le milieu en question.

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Chapitre I.

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Chapitre I. Synthèse bibliographique

3

1. Rappel sur les sols hydromorphes

1.1 Morphologie des sols des zones humides

L’engorgement des sols par l’eau peut se révéler dans la morphologie des sols sous forme de traces qui perdurent dans le temps appelées « traits d’hydromorphie ». Ainsi, les sols des zones humides se caractérisent généralement par la présence d’un ou plusieurs des traits d’hydromorphie suivants (Richardson et Vepraskas, 2001) :

1.1.1. Les traits rédoxiques

Les traits rédoxiques résultent de l’engorgement temporaire par l’eau avec pour conséquence principale des alternances d’oxydation et de réduction. Le fer réduit (soluble), présent dans le sol, migre sur quelques millimètres ou quelques centimètres (ou plus) puis re-précipite sous forme de taches ou accumulations de rouille, nodules ou films bruns ou noirs. Ultérieurement, les zones appauvries en fer se décolorent et deviennent pâles ou blanchâtre.

1.1.2. Les traits réductiques

Les traits réductiques résultent d’engorgements permanents ou quasi permanents qui induisent un manque d’oxygène dans le sol et créent un milieu réducteur riche en fer réduit. L’aspect typique des horizons correspondants à cette description est marqué par 95 % à 100 % du volume qui présente une coloration uniforme verdâtre/bleuâtre et qui disparaît à l’air (par réoxydation) en quelques heures sur un échantillon prélevé.

1.1.3. Les traits histiques

Les traits histiques caractérisent les horizons holorganiques traduisant une hydromorphie et sont entièrement constitués de matières organiques et formés en milieu saturé en eau durant des périodes prolongées. La présence des horizons histiques permet de caractériser un type particulier de sol : les histosols

1.2 Définition des histosols

Les histosols sont des sols composés majoritairement de matière organique accumulée sous des conditions très particulières (saturation en eau, anoxie, acidité...) à

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4 partir de résidus végétaux et animaux avec un taux de carbone organique minimal compris entre 12 % et 18 % selon la teneur en argile (Eswaran et al., 2003). Selon la FAO (2014), les histosols sont des sols caractérisés par une couche dont la teneur en matière organique est supérieure à 30 % sur au moins 40 cm de l'épaisseur du profil. La couche ou l'horizon avec de telles propriétés peu se présenter de manière continue ou discontinue.

L'USDA (2014) définit les histosols comme étant des sols qui se forment à partir d'une dominance relative de la fraction organique par rapport à la fraction minérale. Dans cette classification, la règle générale est qu'un sol sans permafrost est classifié comme un histosol si la moitié ou plus des 80 cm supérieurs est organique. Dans ce sens, un sol est aussi considéré comme un histosol si les matières organiques reposent sur la roche ou remplissent partiellement des vides fragmentaires. Dans certains cas où la densité apparente est inférieur à 0.1 g/cm3, les trois quarts ou plus (et non la moitié) des 80 cm supérieurs doivent être de nature organiques.

1.3 Genèse des histosols

Un histosol est composé principalement de matières organiques et d’eau. Le solum se construit à partir de débris végétaux morts qui se transforment lentement, en conditions d’anaérobiose, en raison de son engorgement permanent ou quasi permanent (Eswaran et

al. 2003). Un histosol est constitué presque exclusivement d’horizons histiques et

rarement d'horizons foliques (Richardson et Vepraskas, 2001).

1.3.1 Condition de formations

La formation des histosols nécessite :



Un bilan hydrique excédentaire (positif) sur une grande partie de l’année : les apports hydriques (précipitations et apports telluriques) doivent être supérieurs aux pertes (évaporation, ruissellement latéral, drainage, infiltration vers le substrat).



Un bilan d’accumulation de la matière organique excédentaire (positif): la quantité de matière organique décomposée doit impérativement être inférieure à l'apport initial de débris animaux et végétaux enfouis dans le site.

(15)

5

1.3.2 Processus de formation des histosols

Les conditions optimales de formation sont celles qui favorisent la saturation permanente du sol par l’eau jusqu’en surface, associées à des conditions de ralentissement de la transformation des débris végétaux qui dépendent du climat (température et pluviosité), de la topographie (qui gère l’écoulement), du substrat géologique (à l’origine de la qualité et de la quantité des aquifères) et de la formation végétale qui produit le matériel parental du sol (Richardson et Vepraskas, 2001). Selon l'AFES (2008), il existe deux grands processus qui permettent cette formation:

* L’atterrissement

La végétation hygrophile et aquatique s’installe sur les bordures dans et au-dessus d’un étang ou d’un lac peu profond, et comble peu à peu par ses débris le volume d’eau initial. Cette une évolution qui commence de la périphérie et se développent vers le centre du lac ou de l'étang.



* La paludification

Elle résulte des changements de conditions du milieu (changements des conditions climatiques, tempêtes, perturbations humaines), qui se traduisent par un passage rapide d’une situation sèche à une situation humide.

Tant que le niveau d’eau est suffisant pour saturer le milieu et limiter la présence d’oxygène, le processus se poursuit, les matières organiques s’accumulent et l’histosol grandit de 0,2 à 1,6 mm annuellement (AFES, 2008).

1.4 Localisation et évolution des histosols

Les histosols peuvent être observés sous presque toutes les latitudes du globe et se trouvent principalement (AFES, 2008):

* En montagne et en zone collinaire, dans des positions de replats et de dépressions, le plus souvent sur de petites surfaces : pour des apports hydriques météoriques supérieurs à 1000 mm/an.

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6 * En montagnes, en plaine où ils occupent de grandes vallées ou des bassins d’effondrement sédimentaires. La liaison avec les aquifères régionaux est primordiale dans la mesure où les eaux d'origine tellurique comblent le manque de précipitations pour des apports hydriques météoriques inférieurs à 1000 mm/an.

1.5 Histoire

La majorité des histosols ont commencé leur croissance avec le déclenchement de la formation des tourbières il y a environ 10000 ans. Si certains d’entre eux sont plus anciens de quelques millénaires (période tardiglaciaire), beaucoup d’histosols se sont développés à partir de 7000 ans à 5000 ans avant le présent (appelée période Atlantique par les paléo-climatologues), mais d’autres sont beaucoup plus jeunes. Les oscillations climatiques de l’Holocène ont conduit à des alternances de régimes hydriques pouvant occasionner jusqu’à l’arrêt de la formation de l'histosols en question. Dans ce cas, la pédogénèse peut être reprise ultérieurement grâce à des conditions qui redeviennent favorables, comme celles apportées par le petit âge glaciaire (Reille, 1990 ; Lamb, 1965).

1.6 Constituants des Histosols

Dans leur état naturel, les histosols contiennent jusqu'à 95 % d’eau, 2 % à 10 % de matière sèche et 1 % à 7 % de gaz (Richardson et Vepraskas, 2001).

1.6.1 La matière organique

Son accumulation résulte d’une différence entre les cinétiques d'accumulation et de destruction (minéralisation) de la biomasse. Sa constitution est directement liée aux végétaux qui la produisent et à leur décomposition.

Le passage de la matière fraîche aux matières organiques évoluées s’effectue dans la partie supérieure du sol appelée acrotelm alors que sa stabilisation s'opère dans la partie inférieure ou catotelm (Clymo, 1984).

La dynamique d’accumulation des matières organiques s’accompagne de processus spécifiques à la pédogenèse en milieu engorgé. Une fraction de la biomasse végétale aérienne, la litière, est transformée. Une autre, souterraine, est aussi transformée en partie par les micro-organismes aérobies de l’acrotelm, tandis que dans le catotelm le processus

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7 de méthanogenèse se produit par fermentation des molécules organiques monomères et sous l’action des micro-organismes anaérobies. Sous l’effet de l’anoxie, ces processus sont souvent accompagnés du catabolisme d’acides aminés soufrés qui produisent du sulfure d’hydrogène (H2S) à l’odeur caractéristique (Clymo, 1984).

1.6.2 La teneur en fibre

Les matières organiques non dégradées se présentent en fibres végétales de tailles diverses. La teneur en fibres d’un horizon histique est un élément fondamental à la base de la typologie (Levesque et Dinel, 1977).

Si l’on exclut la masse des radicelles dont la provenance ne peut pas être déterminée avec certitude et qui compose la majeure partie des matières organiques, l’étude des macrorestes et des fibres permet de distinguer les végétaux herbacés, ligneux et muscinaux. Cette origine se traduit en grande partie par la nature des fibres. Par exemple, les herbacées produisent des tiges creuses remplies ou vidées, les restes aériens ou racinaires sont aplatis ou ronds. La quantité et la taille de ces cavités ainsi que leur disposition déterminent en partie la porosité des horizons histique et leur capacité de stockage en eau (AFES, 2008).

1.6.3 Débris décomposés

La relation entre la teneur en fibres et l’origine du matériau est plus ou moins évidente si l’on considère l’état de décomposition du matériel végétal apprécié empiriquement par l’échelle de von Post (Maanten, 1967). Elle varie selon le type de végétaux et les conditions hydriques du milieu.

Tandis que les bryophytes se décomposent rapidement, les sphaignes conservent leurs caractères morphologiques originaux plus longtemps que les autres végétaux, en exerçant une sorte d’autoprotection, grâce à l’acidification du milieu à laquelle elles contribuent (Basiliko et al., 2004). Parmi les herbacées, les laîches ont tendance à être plus décomposés que les autres. À l’inverse, les linaigrettes possèdent des tiges basilaires et des souches très fibreuses qui résistent à la décomposition. Pour les roseaux, ce sont principalement les réseaux racinaires qui perdurent longtemps dans le sol. Quant aux résidus ligneux, ils se fractionnent en gros éléments (multiple du centimètre ou du

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8 décimètre), en petits éléments (0,1 mm) et en matière fine, par décomposition chimique (AFES, 2008).

1.6.4 L’eau

En conditions naturelles, il y a une forte corrélation entre le type de matériel végétal, son degré de décomposition et la circulation de l’eau dans un histosol. L'eau intervenant par sa composition et son niveau, en conditionnant d’abord l’installation des végétaux vivants, mais aussi en affectant la vitesse et le mode de décomposition des débris et restes organiques directement liés au degré d’anoxie (AFES, 2008). L’eau joue un rôle primordial dans la pédogenèse d’un histosol, par sa quantité, sa répartition annuelle, sa qualité chimique et sa circulation verticale et latérale.

L’eau intervient quantitativement par son niveau moyen annuel, nécessairement proche de la surface en cas de formation actuelle d’histosols. L’amplitude et la fréquence des fluctuations de la nappe règlent le bilan entre la matière produite et la matière décomposée lors de périodes d’anoxie. Sous des conditions de saturation hydriques, les matériaux tourbeux peu transformés ont une teneur en eau comprise entre 85 % et 95 % (Richardson et Vepraskas, 2001).

1.7 Typologie des histosols

Il existe de nombreux systèmes de classification des histosols qui sont différents dans leurs critères de typologie. Nous nous contenterons ici de citer la classification proposée par le Référentiel Pédologique (AFES, 2008) selon lequel les histosols sont définis par la présence quasi exclusive des horizons de référence histiques Hf (Horizon Fibrique), Hm (Horizon Mésique), Hs (Horizon Saprique), Ha (Horizon Composites) ou LH (Horizon Leptique), accompagnés ou non de minces niveaux de matériaux limniques et/ou terriques.

1.7.1 Les histosols fibriques

Le solum présente un ou des horizons Hf prédominants de plus de 60 cm d’épaisseur. Le solum le plus simple ne comporte pas d’horizon Hm de plus de 25 cm, ni

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9 d’horizon Hs de plus de 12 cm au-dessous de 40 cm de profondeur et jusqu’à 120 cm (histosols fibriques hapliques).

Il n’y a pas de production de H2S sous forme de gaz entre 0 et 50 cm. Les solums

sont saturés en eau la plus grande partie de l’année. La nappe peut fluctuer, mais ne doit pas descendre au-dessous de 60 cm sur la courte période de végétation.

1.7.2 Les histosols mésiques

Le solum présente un ou des horizons Hm prédominants de plus de 40 cm d’épaisseur. Le solum le plus simple ne comporte pas d’horizon Hf de plus de 25 cm, ni d’horizon Hs de plus de 12 cm au-dessous de 40 cm de profondeur (histosols mésiques hapliques). Les solums sont totalement saturés en eau jusqu’à la surface plus de 30 jours dans l’année. Les matières organiques sont en partie décomposées. Il n’y a pas d’odeur de H2S. La nappe est fluctuante et l’origine botanique des débris végétaux n’est pas toujours

déterminée.

1.7.3 Les histosols sapriques

Le solum présente un ou des horizons Hs prédominants de plus de 40 cm d’épaisseur. Le solum le plus simple ne comporte pas d’horizon Hf, ni d’horizon Hm de plus de 25 cm au-dessous de 40 cm de profondeur (histosols sapriques hapliques).

Les Solums sont totalement saturés en eau jusqu’à la surface plus de 30 jours par an, fréquemment en situation de vallée. Il peut y avoir des dégagements de H2S gazeux à

moins de 100 cm de la surface dans des horizons plus fibriques et très acides (pH de 3 à 4); ils sont alors désignés comme histosols sapriques à H2S. L’odeur de H2S est importante

à noter, car elle est en liaison avec les conditions anaérobies qui engendrent la formation de méthane, lequel est inodore.

1.7.4 Les histosols composites

Le solum ne comporte pas d’horizon saprique, fibrique ou mésique vraiment prédominant (entre 40 cm et 120 cm), ni répondant aux critères d’épaisseur exposés précédemment.

(20)

10

1.7.5 Les histosols leptiques

Des horizons H de moins de 50 cm d’épaisseur au total (mais de plus de 10 cm) reposent sur un substrat tendre ou dur.

1.8 Intérêts des Histosols

1.8.1 Mise en pâture et assainissement

Les tourbes ont souvent été utilisées pour les activités agricoles (pâturage et fauche). Celles-ci entraînent une limitation des apports en matière sèche nécessaire à l’édification de l’horizon histique de surface. Par ailleurs, le piétinement des animaux modifie la structure des histosols en surface par fractionnement des fibres et tassement. Les pratiques agricoles changent le fonctionnement hydrique des histosols. Certains histosols sont utilisés pour la culture, après un apport de sable ou tout simplement après pompage de l'eau. Ce dernier cas a été étudié par Yule (2010) dans les tourbières de la forêt marécageuse indonésienne. Cette étude met le point sur l’assèchement de ces systèmes originaux provoquant un remplacement progressif par l’air des vides occupés initialement par l’eau conduisant à une disparition de l'asphyxie et une destruction de la tourbière. En conséquence de l’élimination progressive de l’eau liée, les matières organiques s’oxydent et se restructurent et un phénomène de subsidence intervient. Dans le cas d’un horizon fibrique (Hf) (sphaignes, bois), il y a également fractionnement des fibres ; dans le cas d’un horizon saprique (Hs), il y a évolution des matières organiques (AFES, 2008).

1.8.2 Utilisation horticole des tourbes

En horticulture, les tourbes sont utilisées comme supports de culture des plantes ornementales en pot et pour la réalisation de mottes de semis des plantes maraîchères et ornementales ou de godets de repiquage. Ce sont le plus souvent les tourbes blondes de sphaignes (provenant de l’extraction des histosols fibriques) qui sont recherchées par les horticulteurs en raison de leurs propriétés de rétention en eau et en air, leur très faible biodégradabilité et leur pH naturellement acide, facile à contrôler par des apports de chaux.

1.9 Importance et conservation des Histosols

La protection des histosols passe le plus souvent par la protection des tourbières. Ces dernières sont des milieux humides très particuliers, biologiquement originaux, tant du point de vue floristique que faunistique. Les démarches entreprises à travers plusieurs

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11 pays pour la protection des zones humides ne peuvent être que bénéfiques pour les tourbières. Nombreux sites classés Ramsar sont des tourbières où l'entité pédologique, l'histosol, est d'une importance vitale. En Algérie, on peut citer l'aulnaie de Aïn Khiar, le lac Noir, les tourbières du complexe humide de Senhadja-Guerbes, etc...

1.9.1 Protection des archives naturelles

Dans un article publié en 1946, von Post, pionnier de l'analyse pollinique de sédiments, rappelle l'importance des histosols dans la reconstitution des paysages anciens en soulignant notamment que la composition botanique des différents horizons histiques révèle les conditions climatiques passées, c'est à dire que dans les tourbières, s'opère un phénomène d'archivage naturel. En situation non alcaline, l’anoxie permet le maintien en bon état des différents pollens provenant de la végétation régionale. L’étude des différentes séquences palynologiques, de leur épaisseur et de leur composition permet de reconstituer les paléoclimats et la paléo-végétation. Des datations au 14C sont possibles, surtout en présence de charbons de bois.

1.9.2 Fonction environnementale

Les histosols constituent des filtres qui contribuent au maintien de la qualité des eaux. Ils constituent un filtre physique qui piège les éléments toxiques et assure la rétention des éléments en suspension permettant la dégradation biochimique des nitrates et des phosphates à l’origine de l’eutrophisation des cours d’eau. (Richardson et Vepraskas, 2001). En outre, leur rôle dans la séquestration des gaz à effet de serre est indéniable car en étant des milieux défavorable à la décomposition des débris organiques, ils assurent le piégeage du CO2 initialement fixé par la photosynthèse, de part leurs température basses

qui favorisent davantage la dissolution de ces gaz (Strack, 2008) et d'autres gaz à effet de serre.

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2. Analyse pollinique de sédiments

2.1 Définition

L'analyse pollinique de sédiments est parmi les méthodes paléontologiques les plus informatives et les plus révélatrices du passé. Les premiers travaux initiés dans cette discipline par von Post en 1916 (in Maanten, 1967), avaient ouvert une vision nouvelle dans l'exploitation scientifique des archives naturelles, en l'occurrence les pollens et les spores piégés dans les milieux favorables à la sédimentation telles les tourbières. L'étude du contenu en pollen d'une carotte prise dans un site sédimentaire permet de se faire une idée de l'évolution de la végétation environnant le site pendant le temps de dépôt du sédiment (Erdtman, 1943).

2.2 Principes et fondements

L'analyse pollinique de sédiments ou la paléopalynologie est fondée sur deux particularités remarquables du pollen (ou spore):

* La spécificité : l'identification d'un grain de pollen conduit à la détermination de la plante dont il est issu.

* La grande résistance vis à vis de l'altération : les grains de pollen et les spores émis s'accumulent et se conservent dans certains sites sédimentaires présentant des conditions particulières (à l'image des tourbières). Les grains de pollen et les spores peuvent par la suite être extraits, purifiés et identifiés.

En plus des singularités du matériau étudié (sédiment contenant grain de pollen et spores), toute démarche paléopalynologique à vocation paléoécologique repose sur les hypothèses suivantes :

a. La pluie pollinique, c'est-à-dire la totalité des spores et grains de pollen déposés en un

point, représente fidèlement la végétation locale et est uniformément répartie par rapport à la végétation productrice. Dans ce sens, les résultats des très nombreux travaux convergent vers la conclusion que la majeure partie du pollen n'est jamais dispersée à plus de quelques centaines de mètres des plantes qui l'ont produit. Ces recherches ont montré que l'essentiel

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13 de la pluie pollinique est constitué par l'apport du site et de son voisinage, l'apport régional étant substantiel et l'apport lointain négligeable (Abraham et al., 2014 ; Birks et Seppa, 2004 ; Mazier et al., 2009 ; Reille, 1990 ; Pons, 1984). Toutefois, seule la connaissance assez précise des relations entre pluie pollinique et végétation actuelle peut permettre l'interprétation de la pluie pollinique passée révélée par l'analyse pollinique de sédiments (Reille, 1990 ; Richard, 1988).

b. La conservation n'altère pas l'image de la pluie pollinique grâce à la résistance de la

membrane pollinique vis à vis des contraintes extérieures. Les tourbières acides sont de loin le meilleur milieu de dépôt dans lequel on a la certitude que la pluie pollinique y est presque entièrement conservée (Richard, 1988). Par ailleurs, les tourbières basiques, les lacs, les lagunes côtières peuvent être considérés comme de bons milieux de dépôt (Reille, 1990).

c. L'extraction, le comptage et la détermination des grains de pollen et spores permet de

restituer fidèlement l'image de la pluie pollinique à condition d'opter pour les techniques qui permettent de récupérer le maximum de matériau sporo-pollinique. Le choix des techniques d'extraction est primordial afin de fidéliser les résultats (Richard, 1988). A ce titre, certains auteurs préfèrent les techniques dites physiques (filtration, flottation sur liqueur dense) sur les techniques chimiques dont la plus répandue est l'acétolyse, mise au point par Erdtman en 1943.

2.3 Détermination des taxons

La détermination systématique des grains de pollen et des spores dépend à la fois de la compétence de l'observateur et du type de taxon observé. Le pollen des arbres est généralement plus facile à déterminer que celui des herbacées qui renferment de très vastes groupes à pollen très semblable et dont la différentiation n'est possible qu'à l'échelon familial (Poacées, Composées, la plupart des Ombellifères et des Chénopodiacées…) (Godwin, 1934 ; Reille, 1990).

2.4 Limite chronologique de l'analyse pollinique des sédiments

Selon Reille (1990), une approche paléopalynologique objective est limitée chronologiquement et ne doit pas remonter dans un passé très éloigné lors de la

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14 reconstitution paléoécologique. On suppose dans ce type de recherche que les exigences écologiques passées des taxons rencontrés sont les mêmes que celles que l'on connaît de nos jours et qu'ils sont organisés en structures de végétation dont les exemples encore présents peuvent servir de modèle de référence aux investigateurs. Il est admis par de nombreux scientifiques que l'analyse pollinique des sédiments fournit les meilleurs résultats dans les périodes postérieures à la fin du dernier maximum glaciaire, soit environ 15 000 ans (Reille, 1990).

2.5 Le diagramme pollinique

2.5.1 Extraction du matériel sporo-pollinique

L'extraction du pollen a lieu dans des niveaux superposés de la carotte où l'intervalle des prélèvements est variable (1 cm, 2 cm, 3 cm et 5 cm) et constitue ce que les paléopalynologues appellent la maille. En pratique, de petits cubes de quelques ml sont prélevés sur la carotte à intervalles réguliers. La méthode implique, selon la première théorie de l'analyse pollinique, que le contenu en pollen d'une de ces prises est représentatif du niveau de la carotte dont il provient. Dans ce culot obtenu après traitement du matériau fossile est effectuée une purification du pollen. Après une homogénéisation du contenu du culot, une ou deux gouttes sont prélevées et montées entre lame et lamelle en vue de leur lecture au microscope. Pour aboutir à une bonne représentation statistique, on peut généralement se contenter de dénombrer 300 grains et spores (Reille, 1990). Dans le niveau ainsi étudié, les proportions de chaque taxon sont exprimées en fréquence relative, c'est-à-dire en pourcentage par rapport à la somme total des spores et grains de pollen comptés. Cette liste de taxons affectés des pourcentages qui indiquent leur fréquence dans le niveau en question constitue le spectre pollinique de ce niveau. Il est admis que ce spectre pollinique représente fidèlement la pluie pollinique de la végétation qui environnait le site au moment du dépôt du sédiment.

Les fréquences de chaque taxon dans tous les niveaux étudiés sont ensuite figurées par des lignes polliniques qui rendent compte de l'évolution des fréquences du taxon sur toute la hauteur de la carotte. De telles lignes polliniques sont établies pour chaque taxon et leur juxtaposition constitue un diagramme sporo-pollinique.

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2.5.2 La datation

Les sédiments organiques tels que les tourbes peuvent donner lieu à des datations en âge absolu par dosage du radiocarbone. Ces indications obtenues dans des laboratoires spécialisés sont capitales pour le calage chronologique des séquences étudiées. Le résultat de ces mesures figure sur les diagrammes polliniques à l'endroit du niveau daté. La datation est une étape indispensable pour situer les résultats dans une échelle temporelle.

2.5.3 La zonation

Le diagramme pollinique est découpé horizontalement en zones en fonction des fluctuations des lignes polliniques. Cette délimitation ou zonation est le résultat de l'appréciation de chaque auteur mais peut également être déduite grâce à une analyse numérique (Grimm, 1987).

2.6 Interprétation des résultats

Le but majeur de l'analyse pollinique de sédiments est de reconstituer la végétation en un point et pour une époque donnée à travers le contenu en spores et pollens des sédiments déposés pendant cette période. En dépit des limites et des contraintes méthodologiques, le palynologue tente, à travers l'analyse pollinique de sédiments, de reconstituer de façon précise l'aspect qualitatif de la végétation ancienne et de l'approcher sur le plan quantitatif.

Parmi les nombreuses applications de l'analyse pollinique, la reconstitution de la végétation ancienne est celle qui occupe le plus de chercheurs. Mais ceux-ci ne se contentent pas de restituer une image de ce couvert végétal passé, ils s'interrogent - avec l'appui d'autres spécialistes travaillant à l'histoire de l'environnement (géologues, dendrochronologues, préhistoriens et historiens,...) - sur les causes de son évolution et cherchent à mieux cerner la question des changements climatiques sujette à maintes controverses dans notre histoire récente et contemporaine.

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Chapitre II.

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Chapitre II. Matériel et Méthodes

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1. Cadre de l'étude

1.1 Le Park National d'El-Kala (PNEK)

Située au nord est de l'Algérie, la région d'El-Kala est considérée, avec son parc national, parmi les zones du pays et de l'Afrique du Nord les plus riches par ses milieux naturels et sa biodiversité. Le parc, classé comme réserve de la biosphère depuis 1990, est d'une superficie de presque 80000 ha. Il s'étend du cap Segleb au cap Rosa d'est en ouest et de la mer jusqu'à aux contreforts du massif de Ghorra en allant du nord vers le sud (figure 1). Le massif du Ghorra culmine au point du même nom à 1203 m d'altitude.

1.2 Situation géographique

Le Parc National d’El-Kala (PNEK) est situé à l’extrême nord-est algérien et est intégralement inclus dans la Wilaya d’El-Taref. Il est limité :

* Au nord, par la Méditerranée.

* Au sud, par les contreforts des monts de la Medjerda. * A l’est, par la frontière algéro-tunisienne.

* A l’ouest, par l’extrémité de la plaine alluviale d’Annaba.

1.3 Données géomorphologiques

Le relief du Parc National d’El-Kala se compose d’une juxtaposition de dépressions dont certaines sont occupées par des formations lacustres ou palustres et des hautes collines de formes variées (de Bélair, 1990). Ainsi, en allant du littoral vers le sud, on distingue:

- Des formations collinaires basses (dunaires ou non) de 30 m à 310 m de haut (comme le Djebel El-Koursi) avec une moyenne de 100 m.

- Des dépressions inter-collinaires hébergeant les principaux lacs (Tonga, Oubeïra et Mellah).

- Au Sud le relief passe de 0 à 1203 m d’altitude (Djebel El-Ghorra). En effet, le relief se caractérise par des pentes importantes se traduisant par un paysage montagneux fortement disséqué par un réseau hydrographique assez dense.

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1.4 Données Pédologiques

La différentiation des sols du P.N.E.K. est fonction de la nature du substrat géologique, du climat et de la présence ou de l’absence d’une hydromorphie, qu’elle soit permanente ou temporaire. La combinaison de ces facteurs permet de distinguer :

1.4.1 Les sols dunaires

Sur la partie littorale, où le sol est dénudé de couvert végétal, le profil est proche des régosols avec un pH élevé et une teneur en matière organique faible. Sous les formations cocciférales, le sol devient acide du fait du lessivage des ions calcium avec apparition d’une litière correspondant aux sols peu évolués et lessivés. Sur les dépressions et les parties inondées (hydromorphie permanente ou temporaire), le sol se caractérise par un pH faible et une faible minéralisation de la matière organique qui s'accumule sous forme de sédiment tourbeux caractéristiques des histosols atteignant dans certains endroits plusieurs mètres de profondeur.

1.4.2 Les sols inter-collinaires

Le profil présente un horizon B, cendreux et très lessivé, qui peut atteindre quelques mètres dans certains endroits, avec un pH acide.

1.4.3 Les sols des milieux forestiers

Sous bonne couverture végétale, le profil présente un pH acide avec une bonne humification des horizons supérieurs se rapprochant ainsi des caractéristiques des sols bruns forestiers. Ces formations pédologiques se rencontrent sous les forêts de chêne liège et de chêne zeen.

1.5 Données géologiques

Les études géologiques et géomorphologiques de la région d’Annaba et d'El Kala faites par Joleaud en 1936 montrent que cette dernière présente des séries sédimentaires et des terrains géologiques d’âges différents, allant du secondaire au quaternaire récent.

1.5.1 Le secondaire

Cet étage est caractérisé par des formations schisteuses plus ou moins argileuses de couleur bleue ardoise avec des passages calcaireux et une microfaune d’âge Sénonien supérieur. Ces formations affleurent en plusieurs endroits surtout dans la forêt de Djebel

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El-Ghorra (Menzel Beldi), sur la rive ouest du lac Tonga (Daia Zitoune) et à El-Aïoun au lieu dit Oued Djenan.

1.5.2 Tertiaire

Il est défini par des formations gréso-argileuses numidiennes couvrants d’ouest en est particulièrement la barrière montagneuse du sud des monts de Cheffia et des monts d’El Kala. Les argiles forment le substratum général de la région. Les bancs des grés peuvent atteindre les 50 m d’épaisseur.

1.5.3 Le Quaternaire

Il se définit par des alluvions affleurant en éboulis de pente qui résultent des phénomènes successifs d’érosions , d’altération , de transports et de dépôts des éboulis du grés numidien ou des limons , sables sur les rives des oueds, les estuaires et les lacs. Il correspond aux dépôts alluvionnaires, sables cailloux et limons fins avec dominance d’argiles canalisant ainsi les lits des oueds. Il caractérise la lagune marine du lac Mellah et les deux autres dépressions marécageuses à savoir le lac Oubeira et le lac Tonga ainsi que les dunes littorales de formations sableuses. D'autre part, il est défini par les dépôts alluvionnaires (sables, cailloux) qui constituent les lits des oueds avec des sables arables et les plages actuelles avec des sables marins. Les marécages et les Garaâs temporaires appartiennent également au quaternaire actuel marno-argileux d’âge aquitanien.

1.6 Le réseau hydrographique

La configuration du terrain de la région d’El-Kala détermine trois systèmes d’organisation hydrographiques:

* La partie Sud-est est drainée par trois Oueds : l’Oued Bougous, Ballouta et El Kebir. Ce dernier constitue le collecteur principal, il alimente les nappes alluviales et dunaires et lors des crues, on assiste à la mise en eau des dépressions inter-dunaires.

* La partie orientale est caractérisée par plusieurs oueds en général à faible débit, ils s’écoulent en majorité dans la plaine d’Oum Teboul.

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* La partie ouest est également parcourue par de nombreux oueds (El-Aroug, Mellah, Reguibet, Boumerchen, Dai El-Graa…), qui se déversent pour la plupart dans les lacs Mellah et Oubeira.

D'autre part, de nombreuses sources existent sur le territoire du parc, les plus importantes sont celles de Bouglez, Bouredim et El-Bhaim. (Samraoui et de Bélair, 1998).

Enfin, il y a lieu de mentionner la présence de nombreux aquifères (nappes des graviers, nappes des dunes, nappes phréatiques, nappes alluvionnaires).

1.7 Données climatiques

L'analyse climatique exige d’avoir des données précises de la zone étudiée. La station météorologique de référence (El-Kala) est située à 11 m d’altitude alors que les sites étudiés se situent entre 823 m et 1003 m d'altitude. Cette différence altitudinale ne permet pas une projection directe des données de la station d'Kala sur le site (Djebel El-Ghorra) et oblige à procéder à des corrections au niveau des températures et de la pluviométrie afin de mieux qualifier le climat local du territoire étudié par rapport à celui de la ville d'El Kala. Pour ce faire, nous avons suivi les recommandations de Seltzer (1946) permettant de calculer un coefficient de variation des températures et des précipitations en fonction de l'altitude. Le site de Gbar-Halouf, situé à 1003 m d'altitude a été retenu pour établir les corrections en question.

Deux périodes ont été retenues pour caractériser au mieux le climat et les variations climatiques de la région d'étude à savoir, les données de la station météorologique d’El Kala entre 2004 et 2010 (SMEK, 2010) et les données recueillies par Seltzer entre 1913 et 1938 (Seltzer, 1946) au niveau de la ville d'El Kala (anciennement La Cale).

1.7.1 La température

L'analyse du tableau 1 montre que le mois le plus chaud est le mois d’août pour les deux périodes citées plus haut. La température moyenne maximale « T max » est de 23.40 °C pour la période (1913-1938) et de 23.90 °C pour la période (2003-2010). Le mois le plus froid pour les deux périodes reste janvier, avec des valeurs moyennes minimales entre 4.50 °C de 4.60 °C.

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TABLEAU 1 : Moyennes des températures pour les périodes : (1913-1938) et (2004-2010) pour le site de Gbar-Halouf (alt : 1003 m)

Mois

JAV FEV MAR AVR MAI JUN JUL AOU SEP OCT NOV DEC

Péri od es 1913 - 1 938 T min (°C) 4.50 4.80 6.40 8.00 11.00 14.40 17.10 17.80 16.50 12.60 9.00 5.50 T max (°C) 8.50 9.30 11.30 13.50 16.30 19.60 22.70 23.40 21.90 17.80 13.50 9.60 Moyenne 6.50 7.05 8.85 10.75 13.65 17.00 19.90 20.60 19.20 15.20 11.25 7.55 2004 - 2 010 T min (°C) 5.25 5.13 5.93 8.35 11.48 13.94 17.91 19.55 15.85 13.34 8.92 4.60 T max (°C) 9.31 9.60 10.88 13.78 16.74 20.84 23.80 23.90 21.52 19.21 13.80 10.06 Moyenne 7.28 7.37 8.41 11.07 14.11 17.39 20.86 21.73 18.69 16.28 11.36 7.33

(Basées sur les données de la station d'El-Kala corrigées par la méthode de Seltzer)

1.7.2 Les précipitations

L’analyse du tableau 2 montre une régression des précipitations entre la période de Seltzer 1913-1938 et la période de 2004 à 2010. La moyenne passe de 1305.6 mm/an à 1213.81 mm/an, soit une diminution de plus de 90 mm/an. Pour les deux périodes, la saison pluvieuse s’étale du mois d’octobre au mois de mars. Le mois le plus sec est le mois de juillet avec des valeurs moyennant 5 mm.

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TABLEAU 2 : Moyennes des précipitations (en mm) pour les périodes : (1913-1938) et (2004-2010) pour le site de Gbar-Halouf (alt : 1003 m)

Mois

Péri od es 1913 - 1 938 P (mm) 176.9 146.4 96.36 78.07 53.67 25.62 4.879 13.42 53.67 103.7 167.1 190.3 2004 - 2 010 P (mm) 135.6 97.6 143.9 108.6 36.86 12.16 3.509 15.6 87.24 79.03 135.6 162.4

1.7.3 L’hygrométrie

La région se caractérise par une humidité atmosphérique assez élevée du fait de l'action de la mer combinée à la présence d'importante zone humide.

Pour le facteur hygrométrie, l'analyse du tableau 3 (valeur sans correction) indique que l’humidité varie entre 72 % et 78% pour la période 1913-1938, avec un maximum relevé durant l’hiver et au début de l’été. Elle oscille entre 67 % et 76 % pour la période 2004 - 2010, avec un pic durant le mois de décembre.

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Tableau 3 : Moyennes des taux d'humidité (en %) pour les périodes : (1913-1938) et (2004-2010) pour la ville d'El-Kala

Mois

Péri od es 1913 - 1 938 H (%) 78 78 74 75 75 78 72 73 75 77 75 78 2004 - 2 010 H (%) 75.62 70.81 72.35 72.16 69.57 69.16 67.11 67.95 68.62 71.55 72.77 75.87

1.7.4 Le vent

L'hiver se caractérise par des régimes de nord et de nord-ouest forts alors que la période estivale est marquée par des vents nord-est et sud-est chauds. L'analyse du tableau 4 montre que les vents les plus violents soufflent en hiver et au début du printemps avec une vitesse moyenne maximale de 4.38 m/s enregistrée en janvier (période 2004-2010). La comparaison des moyennes annuelles pour l’ensemble des deux périodes considérées révèle des valeurs en hausse, passant de 2.35m/s en 1913-1938 à 3.76m/s pour la période 2004-2010.

Tableau 4 : Moyennes de la vitesse des vents (en m/s) pour les périodes : (1913-1938) et (2004-2010) pour la ville d'El-Kala)

Mois

Péri od es 1913 - 1 938 V (m/s) 2.7 2.8 2.6 2.5 2.2 1.8 1.9 1.9 2.2 2.3 2.5 2.8 2004 - 2 010 V (m/s) 4.38 4.27 4.16 3.88 3.17 3.26 3.05 3.04 3.7 3.78 4.15 4.29

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1.8 Synthèse climatique

1.8.1 Diagramme ombrothermique

Bagnouls et Gaussen (1953) ont élaboré une méthode analytique qui permet de définir les périodes sèches et humides de l'année, où sont portés en abscisses les mois, et en ordonnées les précipitations (P) et les températures (T), avec T = 2tmoy. Cette approche

permet d'obtenir le diagramme ombrothermique dit de Bagnouls et Gaussen.

Un mois est biologiquement sec lorsque le total des précipitations P (mm) est inférieur ou égal au double de la température moyenne T (°C) enregistrée (Bagnouls et Gaussen, 1953).

Le diagramme ombrothemique de Bagnouls et Gaussen (Figure 2 et figure 3) pour les deux périodes montre que l’année est répartie en une saison sèche allant de la mi-mai à la fin septembre et une saison humide allant du début octobre à fin avril.

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Figure 3 : Le diagramme ombrothermique de la station de Gbar-Halouf (2004 - 2010)

1.8.2 Climatogramme d’Emberger

Ce climatogramme permet, grâce au quotient pluviométrique Q d'Emberger (1955) spécifique au climat méditerranéen, de situer une zone d'étude dans un étage bioclimatique. Le quotient est déterminé grâce à une formule tenant compte des précipitations et des températures, il est calculé comme suit :

Q = (K*P) / (M-m)

K : est la constante de Stewart qui est égale à 3.43. Q : le quotient pluviométrique d'Emberger.

P : Pluviométrie annuelle moyenne en millimètre. M : Moyenne maximale du mois le plus chaud en ° C. m : Moyenne minimale du mois le plus froid en ° C.

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L'application de la formule permet d'obtenir des valeurs de Q égalent à 201.4 et 181 pour les périodes de 1913 à 1938 et de 2004 à 2010 respectivement. Ces valeurs situent la région d’El-Ghorra dans l'étage bioclimatique humide à hiver tempéré pour les deux périodes étudiées.

1.9 La flore et la faune

Selon de Bélair (1990), le patrimoine végétal de la région d’El-Kala est constitué de plus de 850 espèces qui comptent 65 algues, 110 champignons, 50 lichens, 40 mousses, 25 fougères et 545 Spermaphytes. Cette richesse est due à la situation de la région qui constitue un carrefour biogéographique où se côtoient des espèces à affinité européenne, méditerranéenne, africaine et tropicale (Quezel et Santas, 1962). 239 espèces végétales sont des espèces rares.

Selon Benyacoub et al. (1998), le P.N.E.K abrite aussi une faune remarquablement diversifiée représenté par 189 espèces d'avifaune, 36 espèces de mammifères, 40 espèces d’Odonates, 50 espèces de Syrphidés, 45 espèces de Carabidés et plus de 31 espèces de Lépidoptères. On trouve également de nombreuses espèces de reptiles et d'amphibiens.

2. Présentation des sites d'étude

L'étude a porté sur trois sites contenant des sols hydromorphes au niveau du Djebel El-Ghorra à savoir les lieux dits:

- Gbar-Halouf. - Aïn-Boubrous. - Kodiet H'sen.

Les trois sites se trouvent au niveau de la commune de Bougous (Wilaya d'El- Taref) et font partie des territoires du PNEK. Ils se localisent non loin de la frontière algéro-tunisienne (quelques mètres pour Gbar-Halouf), à 3 km à l'est du Hamman Trad et à 3.5 km au sud ouest du village de Beni Saïdane (figure 4).

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2.1 Gbar-Halouf

Affiliation administrative : Commune de Bougous, Wilaya d’El Tarf, P.N.E.K. Coordonnées géographiques : 36° 35' 14.47" N ; 8° 21' 34.64" E.

Altitude : entre 950 m à 1003 m. Superficie dépôt tourbeux: 300 m2.

2.1.1 Description générale

Ce site se trouve à quelques mètres de la frontière algéro-tunisienne. Le dépôt tourbeux est concentré au milieu d'une pelouse d'altitude de quelques hectares de surface présentant une pente légère orientée nord-est/sud-ouest (figure 5). Plusieurs crêtes dominent la pelouse dont une où la roche affleure laissant jaillir une source d'eau qui ruisselle sur le site. Les contrebas sont marqués par une zeenaie luxuriante du coté tunisien et qui est réduite et fragmenté du coté algérien.

La flore du site de Gbar-Halouf est marqué par la dominance des herbacées notamment les poacées, Asphodelus microcarpus, Urgenia maritima et quelques espèces de composées comme Bellis sp. Les strates arborées et arbustives sont absente à l'exception de quelque individus d'Erica arborea et Cistus monspliensis. Le site est caractérisé également par la présence d'espèces inféodées aux milieux humides à l'image de Juncus sp et Lemna sp. Aux alentours du site de moindres altitudes, Erica, Calycotome et Cistus forment des groupements arbustifs épars qui se mélangent progressivement avec

Quercus canariensis pour disparaitre complètement ensuite au profit de zeenaies plus ou

moins denses atteignant parfois plus de 15 m de hauteur. Ces dernières sont accompagnées d'une strate herbacée sciahpile, de lierres et quelques pieds de Crataegus azerolus aux abords.

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Figure 5 : Vue panoramique du site de Gbar-Halouf

2.2 Aïn-Boubrous

Affiliation administrative : Commune de Bougous, Wilaya d’El Tarf, P.N.E.K. Coordonnées géographiques : 36° 35' 26.08" N ; 8° 21' 15.49" E.

Altitude : 934 m.

Superficie du dépôt tourbeux: 100 m2.

Ce site se trouve à 500 m au nord-ouest de dépôt tourbeux de Gbar-Halouf. Il se présente sous forme d'une pelouse de montagne avec une pente forte (figure 6). Aucune source d'eau visible n'a pu être détectée lors de notre prospection du site. Le dépôt tourbeux en question est d'aspect bombé. La zone est un peu difficile d'accès à cause d'une végétation relativement dense composée essentiellement d'Erica arborea, Cistus et

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microcarpus, Juncus sp, la fougère aigle. Le site surmonte une petite zeenaie peu dense et

au sous bois très réduit.

Figure 6 : Vue panoramique du site de Aïn-Boubrous

2.3 Kodiet H'sen

Localisation : Commune de Bougous, Wilaya d’El Tarf, P.N.E.K.

Coordonnées géographiques: Latitude : 36° 35' 19.82" N ; 8° 20' 53.78" E. Altitude : 823 m.

Superficie : 500 m2.

Ce site se trouve à 600 m à l'ouest du site de Aïn-Boubrous sous forme d'une pelouse à pente moyenne orientée vers le nord. Le dépôt tourbeux y est plus étendu que dans les deux sites précédents avec un accès très difficile même en période sèche (figure 7). Une ceinture relativement dense formé d'Erica arborea et Rubus sp entoure le site. On

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y trouve également des plantes caractéristiques des zones humide telles que Juncus sp et

Lemna sp. Quelques pieds épars de Quercus suber sont présents.

Figure 7: Vue panoramique du site de Kodiet H"sen

3. Démarches expérimentales

3.1 Echantillonnage

La localisation des histosols de la région de Djebel El-Ghorra présentait une grande entrave pour la finalisation du présent travail. A l'exception du travail de Benslama (2001), aucune autre étude n'a eu trait aux sols organiques dans cette zone. Il a fallu solliciter l'aide des habitants de la région notamment les bergers et les personnes âgées, d'où sont d'ailleurs pris les noms données aux différents sites recensés (figure 8). La compagne prospective a duré presque une année et nous a permis de recenser 10 sites contenant des dépôts tourbeux et semi-tourbeux entre 500 m et 1000 m d'altitude dont trois ont été

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choisis pour échantillonnage. Afin de faciliter des études postérieures, les coordonnées spatiales des différents sites retrouvés lors des campagnes de prospections sont reportées dans le tableau 5.

Figure 8 : Localisation des dix sites renfermant des histosols au niveau du Djebel El-Ghorra

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Tableau 5 : Coordonnées géographiques, altitude et superficie estimée des sites tourbeux et semi-tourbeux recensés dans la région d'El-Ghorra

Station Code Coordonnées géographiques Altitude en m Superficie approximative en m2 Gbar-Halouf GH 36°35'14.47" N 8°21'34.64" E 1003 300 Aïn-Boubrous AB 36°35'26.08" N 8°21'15.49" E 934 100 Kodiet H'sen KH 36°35'19.82" N 8°20'53.78" E 823 500

Aïn el Hamra 1 AH1 36°35'24.10"N

8°20'59.23"E 823 500

Aïn el Hamra 2 AH2 36°35'16.61"N

8°21'6.80"E 919 20 à 25 M01 M01 36°35'10.65"N 8°21'9.21"E 933 Moins de 10 Bar Bghal DB 36°35'20.22"N 8°20'48.03"E 815 100 M2 M02 36°35'45.83"N 8°20'38.35"E 673 - M3 M03 36°35'36.63"N 8°20'14.32"E 560 20 à 30 M4 M04 36°34'37.99"N 8°18'43.06"E 502 200

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3.2 Sondage

Les sondages ont été faits aux mois de novembre et décembre 2012 à l'aide d'un carottier russe selon les recommandations données par De Vleeschouwer et al. (2010). Le dispositif en question (carottier russe), est fabriqué intégralement d'acier inoxydable de bonne qualité (18/10) le rendant assez lourd mais très solide évitant ainsi tout risque de déformation lors de la prise. Il possède une lance de 600 mm de longueur pour un diamètre de 55 mm pour permettre une pénétration aisée dans les sédiments.

Pour le site de Gbar-Halouf, une carotte de 120 cm de longueur a pu être extraite de la zone centrale du site. Deux carottes de 60 cm chacune ont pu être récupérées à partir de la zone accessible de Aïn-Boubrous et Kodiet H'sen. Une description morphologique des carottes récupérées a été faite sur terrain et les sédiments ont aussitôt été mis dans des égouttoirs en polyéthylène de forme semi-cylindrique et couverts d'un film plastique et transportés au laboratoire pour y être conservé à l'abri de la chaleur et des rayons solaires.

3.3 Analyse au laboratoire

3.3.1 Description morphologique

Une seconde description stratigraphique a été faite au laboratoire, l’objectif étant de préciser les principaux faciès composant la séquence et d’identifier visuellement les zones d’accumulation tourbeuse et/ou organique et les dépôts non organiques sous ou sus-jacents (figure 9).