Données nouvelles et intégration dans une base de données (EPD)
1.1 Le long terme
Les longues séries lacustres du Velay, explorées
depuis 15 ans, constituent une rarissime source d'information sur la
variabilité des dynamiques végétales et climatiques au cours des 400 derniers
milliers (Reille et al., 1998). Bien
que nos échelles d'observation soient régionales, la continuité et la
résolution de nos enregistrements sont telles qu'elles ont autorisé des
comparaisons saisissantes avec d'autres longues séquences continentales
(Beaulieu et al., 2000 ;
Beaulieu et al., 2001 ; Tzedakis
et al., 2001) et même avec la carotte
antarctique Vostok (article soumis), témoignant d'une réponse commune des deux
hémisphères au forçage climatique astronomique.
Une attention plus particulière a été portée au
dernier cycle climatique pour lequel il est plus facile de croiser
l'information entre bon nombre de séries de référence européennes. Ce dernier
cycle climatique contient un interglaciaire (Eemien ou stade isotopique marin
5e) comparable à celui que nous vivons depuis 10000 ans et qui a l'avantage de
ne pas être perturbé par les différentes contraintes que l'Homme exerce
aujourd'hui sur notre environnement. Son étude détaillée représente un intérêt
majeur pour la compréhension de la relation entre les changements climatiques
naturels et leur impact sur les écosystèmes végétaux. L'intérêt pour cet
interglaciaire a été ravivé récemment par un débat portant sur sa durée et sa
variabilité climatique.
En effet, à Ribains (Velay) une étude en haute
résolution croisant paléobiologie et géochimie a permis de valider nos
reconstructions climatiques (Shemesh et
al., 2001, Rioual et al., 2001)
tout en mettant en évidence des microvariations bioclimatiques affectant
simultanément les compartiments terrestre (pollen) et limnique (diatomées) (en
préparation). A la grande Pile, vient aussi d'être achevée l'étude d'une
nouvelle carotte associant, pollen, diatomées et macrorestes végétaux
(Adamsziak et al., soumis). L'étude
du site italien de Pianico-Sellere conduite au sein d'un groupe de travail
international (Moscariello et al.,
2000 ; thèse en co-tutelle de S. Rossi) a conduit à vieillir de 600 000
ans cette séquence attribuée antérieurement à l'Eémien. Le travail n'en demeure
pas moins passionnant car, grâce à sa résolution temporelle annuelle, il
permettra de mieux comprendre les dynamiques forestières à l'orée du
Pléistocène moyen.
1.2 Le moyen terme
Il s'agit ici de combler des manques de
connaissance concernant la dynamique postglaciaire et sa chronologie dans des
secteurs insuffisamment explorés afin d'acquérir un réseau d'informations
autorisant des reconstructions spatialisées et permettant localement de situer
l'état actuel des écosystèmes dans un continuum
temporel.
A des échelles locales, la réactualisation des
informations sur la Provence et les Alpes du sud a été poursuivie, avec une
exploration du versant italien des Alpes Maritimes (thèse en cotutelle d'E.
Ortu). Dans les Alpes du Nord, les travaux sur le lac d'Annecy du groupe
"Climacilac" ont abouti à la publication d'un NS du journal of
Paleolimnology. Alors que la déglaciation du lac y semble peu antérieure à 17
000 BP, les travaux de thèse de F. Guiter (en cours d'achèvement) sur la rive
sud du Léman semblent militer pour une extension maximale du glacier rhodanien
antérieure à 25000 BP. En Maurienne, la chronologie de mise en place des étages
de végétation a été précisée. P. Ponel a mis son expertise en paléoentomologie
au service d'équipes pluridisciplinaires travaillant sur le Bassin de Paris et
du Nord de la France.
Après avoir contribué à une carte de
paléovégétation de la France éditée (Andra, Beaulieu et al., 1999), à l'échelle de la France, nous coordonnons une
synthèse de la dynamique de la végétation et du climat depuis le dernier
maximum glaciaire jusqu'à l'actuel (projet financé par le programme ECLIPSE).
Le but de ce travail (thèse de JM. Dubois) est d'utiliser ces
paléoreconstitutions pour tester un modèle de végétation (CARAIB) en
collaboration avec l'université de Liège et ensuite générer à l'aide de ce
modèle, des simulations de distribution de végétation selon différents
scénarios d'augmentation de taux de CO2 atmosphérique.
A l'échelle de notre continent, des travaux
d'acquisition de données sur l'histoire de la végétation, en relation avec
l'EPD ont porté sur la république tchèque, la Hongrie (thèse en co-tutelle d'I.
Juhasz, défendue le 21/05/02) et la Roumanie (thèse en co-tutelle de I. Tantau,
défense fin 2002)
Enfin l'étude des variations hydrologiques pendant
le postglaciaire demeure une préoccupation majeure à l'IMEP. Dans sa thèse
(co-tutelle franco-canadienne, défendue en décembre 2001), S. Muller a exploré
ce sujet à partir de l'étude de lacs et tourbières du Québec, avec pour
objectif connexe la quantification des variations du stockage de carbone dans
les zones humides.
En domaine eu-méditerranéen, le lago del Accesa
(Toscane) qui présente une alternance de bas niveaux (tourbe) et de hauts
niveaux (craie) au cours de l'Holocène fait l'objet d'une étude en
collaboration avec l'équipe de l'UMR 6565 (Besançon) dans le cadre du programme
national ECLIPSE.
1.3 Court terme, anthropisation
L'étude de l'impact de l'homme depuis le
Néolithique revêt une importance capitale pour l'interprétation des paysages
actuels et comme élément de dialogue entre les écologues et les paléoécologues
de l'IMEP. Il s'avère que nos premiers travaux en Provence souffraient d'une
médiocre résolution temporelle et nécessitaient d'être repris dans un cadre
pluridisciplinaire. Ce fut le cas au pied des Alpilles et dans le marais de
Courthezon (DEA d'O. Chalier) dans le cadre d'une collaboration avec
archéologues et géomorphologues. Sur le mont Lozère, une collaboration a été
amorcée avec des paléométallurgistes autour du problème soulevé par l'existence
de tas de scories non encore datés en zone sommitale. Notre tâche vise en l'étude de tourbières adjacentes à ces
accumulations pour y préciser les étapes de la destruction d'une hêtraie mise
en place vers 5000 BP et situer la (les) période(s) d'activité minière dans
cette longue histoire d'exploitation du territoire.
1.4 Approche pédoanthracologique
Dans les Alpes, la pédoanthracologie continue à
explorer les circonstances et les conséquences de l'abaissement forestier.
Limite supérieure des forêts
Les dernières recherches pédoanthracologiques
menées principalement dans les Alpes internes françaises (Vanoise, Queyras,
Briançonnais, Ubaye) ont mis en évidence un abaissement, au cours de la
deuxième moitié de l’Holocène, de la limite supérieure des forêts et des arbres
en liaison avec les activités anthropiques (Talon, 1997 ; Talon et al., 1998, Carcaillet et al., 1998, Thinon et Talon, 1998). La
limite supérieure des forêts, qui se situe aujourd’hui aux environs de 2400 m
d’altitude sur les versants nord et sur certains versants sud non pâturés, n’a
pas atteint, semble t-il, une altitude beaucoup plus haute au cours de
l’holocène. Mais la composition de ces forêts, en revanche, a été
modifiée : tandis qu’aujourd’hui, le mélèze est dominant à l’étage
subalpin des Alpes du sud, il était en mélange avec le pin cembro dès 6000 BP.
Le pin cembro a été retrouvé quasiment partout, même dans les vallées d’où il a
complètement disparu aujourd’hui (Talon et
al., 1998).
C’est surtout la limite supérieure des arbres qui
a fluctué. La limite potentielle des arbres est difficile à estimer aujourd’hui
en raison de la très forte anthropisation des versants. Cependant, du fait de
la déprise agricole et/ou du réchauffement climatique, il est fréquent
d’observer des régénérations et de jeunes individus de pin cembro, de mélèze et
de pin à crochets jusqu’à 2600 m.
Cependant, la présence de charbons de bois dans
l’actuel étage asylvatique déclenche bien des controverses : ces charbons
sont-ils d’origine locale, ou bien ont-ils été transportés ? De nombreux
travaux attestent en effet du transport vertical de charbons de bois par les
courants de convections qui prennent naissance lors des incendies. Cependant,
si la présence/absence de petits charbons ne peut véritablement être prise en
compte pour reconstituer les fluctuations de la limite supérieure des arbres,
la concentration en charbons de bois de sols répartis le long d’un transect
altitudinal montre une diminution avec l’élévation en altitude : au-delà
de 2400 m, les concentrations chutent de façon assez abrupte, pour devenir
quasiment négligeables au-delà de 2600 m (Carcaillet et Talon, 2001). La limite
supérieure des forêts serait donc potentiellement de 2400 m, ce qui confirme
les travaux des palynologues, et la limite des arbres serait montée jusqu’à
2600 m, voire 2700 m dans certains secteurs (Queyras notamment). Ces résultats
sont en partie confirmés par une étude pluridisciplinaire menée en Suisse
(Carnelli et al., soumis).
Le rôle des activités anthropiques dans
l’abaissement altitudinal des limites supra-forestières, ainsi que dans les
modifications floristiques des boisements d’altitude, n’est pas facile à mettre
en évidence autrement que par les datations radiocarbone. La majorité des dates
obtenues se situent en effet entre 6000 BP et l’actuel, avec toutefois une
majorité de dates autour de 3000 BP. C’est pourquoi nous avons privilégié,
chaque fois que possible, une collaboration avec les archéologues.
L’analyse anthracologique du site archéologique
protohistorique de la mine des Clausis (commune de St-Véran, Hautes-Alpes), à
2250 m d’altitude (Talon, sous presse), a porté à la fois sur des charbons
issus des galeries d’extraction et sur des charbons provenant des installations
de traitement du minerai. Dans les deux cas, l’analyse révèle un choix délibéré
des essences en fonction de l’usage. Les assemblages floristiques montrent que
seules les essences arborescentes ou arbustives étaient utilisées. Les
résultats de l’analyse anthracologique nous apprennent que le mélèze et le pin
cembro étaient choisis préférentiellement comme bois de combustion pour le
minerai (fours) et que seul le pin à crochets/sylvestre était utilisé pour
l’éclairage (torches) ou l’abattage au feu dans la mine. Le bois de
construction est toujours du résineux : mélèze, pin à crochets/sylvestre
(plancher), pin cembro, tandis que les petits objets sont en bois tendre,
facile à tailler (saule, mélèze).
Le bois utilisé provenait de la végétation
environnante. Il s’agissait de peuplements de pins cembro et de mélèzes,
pouvant coloniser les versants nord comme les versants sud, et de pinèdes de
pins à crochets. Aujourd’hui, ces pentes sont nues, et le pin cembro, autrefois
dominant, a quasiment disparu de la vallée. L’étude pédo-anthracologique
réalisée dans la vallée de l’Aigue-Agnelle, au nord (Talon, 1997) confirme
l’existence de cette forêt mixte aujourd’hui disparue. L’homme a donc utilisé
la totalité des essences ligneuses arbustives ou arborescentes à sa
disposition, que ce soit comme combustible ou comme bois de construction,
contribuant ainsi au déboisement du site et à la raréfaction de certaines
espèces, comme le pin cembro.
L’analyse des charbons de bois recueillis dans les
structures pastorales d’altitude (programme PEVS en cours, coordonné par P.
Leveau et J.-L. de Beaulieu) permet de confirmer, là encore, le rôle de l’homme
dans la raréfaction du pin cembro. Dans la vallée de Freissinières, ce pin
n’est aujourd’hui présent que de manière fragmentaire sous forme de populations
relictuelles. L’analyse anthracologique de niveaux néolithiques (Talon, 2000)
confirme que cette essence était présente sur le site (2170 m d’altitude) et
qu’elle s’y est maintenue jusqu’à l’âge du fer (Talon, 2001) avant d’être
progressivement éliminée.
Le calcul des concentrations en charbons de bois
des nombreux sols prospectés dans les Alpes au cours des campagnes
pédoanthracologiques ont fait apparaître des valeurs parfois étonnamment
élevées. L’hypothèse que ces charbons piégés dans les sols pouvaient contribuer
au puits de carbone, le plus souvent attribué seulement au carbone piégé dans
les tourbières, a été envisagée (Carcaillet et Talon, 2001). Nous avons estimé
le contenu en carbone des charbons de bois piégés dans des sols situés dans les
vallées sèches des Alpes françaises. Les concentrations en charbons de bois
sont basses pour les sols situés dans l’étage aujourd’hui asylvatique, tandis
qu’à plus basse altitude, elle atteignent des valeurs parfois très élevées. Ces
concentrations ont été comparées à celles obtenues dans d’autres
écosystèmes : ainsi, il apparaît que les accumulations de charbons
enregistrées dans l’étage subalpin des Alpes sont similaires à celles des
forêts boréales de Suède, mais sont 10 à 100 fois plus basses que les valeurs
des écosystèmes méditerranéens.
C’est essentiellement la structure du paysage qui
semble déterminer l’accumulation de charbon dans les sols, en fonction de la
variabilité du type de végétation et de la fréquence des feux. Il faut donc
tenir compte du fait que les écosystèmes secs ou subhumides sont susceptibles,
eux aussi, de contenir du carbone fossile sous forme de charbon de bois,
carbone qui peut entrer de façon conséquente dans le budget global.
Enfin c'est dans le secteur du Champsaur qu'un
chantier spécialement axé sur le thème de l'anthropisation (financé par le
programme SEAH du CNRS) a fédéré un grand nombre de compétences de l'IMEP
(Dendroécologues, écologues du paysages et Paléo). En ce qui concerne notre
expertise, un grand nombre de zones humides, généralement exiguës, ont été
explorées selon un maillage serré à moyenne altitude et dans l'alpage et font
l'objet d'études (pollen, microcharbons, macrorestes) en cours de finalisation.