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Patubois

Les pâturages boisés: de la typologie au modèle dynamique

"Typologie et systémique phyto-écologiques des pâturages boisés du Jura suisse" 

Programme de recherche du Laboratoire d'écologie végétale et de phytosociologie (ancien nom du Laboratoire Sol & Végétation), financé par l'Office fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage, les cantons de Berne, Jura, Neuchâtel et Vaud, ainsi que par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (1991-1995).

Un CD-ROM h ybride Mac-PC contenant l'intégralité du Rapport PATUBOIS, la base de données Patubase et les modèles dynamiques peut être commandé au Laboratoire Sol & Végétation.

Télécharger le rapport (pdf)

Commander le CD PATUBOIS:


 


Qu'est-ce qu'un pâturage boisé?

"Les pâturages boisés jurassiens sont des unités paysagères correspondant à des écosystèmes semi-naturels. Ils incluent des herbages pâturés et des peuplements boisés, dont la texture et la structure sont étroitement liées à une gestion mixte pastorale et forestière."

L'organisation et l'évolution de l'écosystème "pâturage boisé" sont contrôlées par les interactions entre la végétation, les sols, le climat, le bétail et l'homme. 

 

La typologie rend compte de la diversité à trois niveaux d'organisation:

  • les communautés végétales élémentaires d'arbres, de buissons, d'herbes et de mousses;
  • les pâturages plus ou moins boisés;
  • les estivages (unités d'exploitation pastorale).

Le pâturage boisé peut être considéré comme un système centré sur la végétation et dont l'étude débouche sur l'élaboration de modèles de fonctionnement.
 

Les questions auxquelles PATUBOIS peut apporter une réponse

  • Que nous indique la végétation actuelle concernant la biodiversité, la valeur pastorale des herbages, la régénération des arbres?
  • La charge en bétail actuelle dans chaque parc est-elle adaptée au potentiel fourrager?
  • Dans quels secteurs la régénération des arbres est-elle menacée par l'abroutissement?
  • La végétation actuelle est-elle en équilibre avec les conditions d'exploitation?
  • Quelles sont les tendances de son évolution à court ou moyen terme?
  • Quelles seraient les conditions d'un équilibre durable?

 


Les bases du diagnostic

  • Les enquêtes pastorales: Charge en bétail actuelle, système d'exploitation (libre parcours, pâture tournante)
  • Les inventaires forestiers: Inventaires forestiers intégraux, relevés de la régénération
  • La diagnose des pâturages boisés: La reconnaissance des unités de végétation observées sur le terrain permet d'en déduire une multitude de renseignements sur le milieu.

Clés de détermination et fiches descriptives des unités de végétation

  • Pâturages non boisés, pâturages peu boisés, pâturages très boisés, bois pâturés
  • Communautés arborescentes, arbustives, herbacées et muscinales

La base de données relationnelle Patubase

  • Développement de l'application sous 4ème Dimension (4D)
  • Gestion, consultation et mise à jour des données
  • Saisie de nouveaux relevés et diagnostic automatique
     

La cartographie des pâturages boisés

  • Carte des types de pâturages boisés (échelle 1:10'000)
  • Cartes thématiques (échelle 1:25'000) : valeur pastorale, taux de boisement, régénération, biodiversité...

La question-clé: la dynamique du système pâturage boisé

La régénération du boisé

  • Comment quantifier l'influence de la charge en bétail sur "l'espérance de vie" des différents stades de développement des arbres?

Étude des cernes de croissance des arbres
Certains épicéas peuvent survivre plus d'un siècle au stade arbustif!

  • Quel rôle jouent les buissons dans la régénération du peuplement boisé?

Les buissons épineux protègent les jeunes arbres contre l'abroutissement du bétail

  • Le modèle forestier du peuplement équilibré est-il applicable aux pâturages boisés?

Étude de la structure des peuplements à partir des inventaires forestiers.
Dans le cas de l'épicéa, on constate qu'un très faible nombre de semis peut suffire à régénérer le peuplement.

Le système phyto-écologique

  • Que faut-il savoir pour prédire l'évolution d'un pâturage boisé?
  • Comment évoluent les relations entre les communautés végétales, les sols, la charge en bétail, la biodiversité et la régénération des arbres?
  • Dans quelle mesure les activités humaines peuvent elles infléchir la dynamique spontanée du pâturages boisé?

 

L'organisation d'un pâturage boisé dans l'espace et dans le temps

Les relations spatiales entre les communautés végétales

  • Observations sur le terrain, croquis de la structure de la végétation.
  • Cartographie détaillée des strates de végétation, des sols et de la régénération (échelle 1:250).
  • Analyse statistique : contacts, superpositions, relations sol-végétation.

Les relations dynamiques entre les communautés végétales

  • Interprétation dynamique des relations entre les communautés:
  • La relation observée entre deux communautés s'explique-t'elle par une différence de milieu physique (relief, sol) ou correspond-elle à différentes phases dans l'évolution de la végétation, liée aux cycles de régénération forestière et à l'action du bétail?
  • Comment les communautés végétales évoluent-elles en fonction des diverses contraintes (broutage, piétinement, fertilisation, ombrage) qui s'exercent sur le système?
  • Synthèse des connaissances: le graphe systémique.
  • Comparaison des graphes et élaboration d'un modèle qualitatif généralisé

Schéma synthétique de l'organisation de la végétation dans les pâturages boisés.

 

Deux modèles pour prédire l'évolution des pâturages boisés

Modélisation de l'évolution du système pâturage boisé

Du modèle qualitatif au modèle quantitatif

  • Sélection des éléments-clés de la dynamique du système (communautés végétales, facteurs écologiques)
  • Quantification de la vitesse des transformations et de l'effet de chaque facteur
  • Construction du modèle à l'aide du logiciel STELLA® (High Performance Systems, Inc)
  • Calibration du modèle à partir de quelques cas bien connus (placettes cartographiées).

Analyse du comportement du modèle

  • Conditions d'équilibre dynamique: à chaque valeur de la charge en bétail correspond un certain taux de boisement et une certaine proportion des communautés herbacées pour lesquels le système est stable.
  • Tendances évolutives ("attracteurs"): si les conditions initiales sont différentes des conditions d'équilibre, le système évolue de manière à se rapprocher progressivement d'un état d'équilibre.

Application du modèle à des cas concrets

  • Simulations et prédiction de l'évolution à court et moyen terme du pâturage boisé à partir des conditions actuelles.
  • Ajustement des facteurs de contrôle (charge en bétail, exploitation des arbres, débroussaillage) afin de tester différents scénarios de gestion.

 

Modélisation de l'évolution du boisement

  • Modèle dynamique quantitatif simplifié du peuplement boisé.
  • Prédiction à court terme de l'évolution des densités des différents stades de développement des arbres à partir des données des inventaires forestiers.