Dynamique de la végétation

Définition

La dynamique de la végétation reflète les effets de facteurs comme le climat, l'environnement abiotique, les interactions biotiques et l'historique des perturbations. Comprendre comment ces facteurs interagissent et affectent la coexistence et la productivité des espèces est un domaine de recherche majeur en écologie. Elle est une part de la dynamique des écosystèmes.

Schéma de la dynamique de la végétation :

La dynamique de la végétation est fonction des schémas temporels et spatiaux du régime de perturbation. Les régimes de perturbations naturelles soutiennent la plus grande diversité biologique; par conséquent, on s'attend à ce que les pratiques d'aménagement forestier qui imitent le plus possible les perturbations naturelles maintiennent la plus grande diversité biologique dans une zone donnée.

Explications

La dynamique de la végétation et le climat sont étroitement liés de manière à ce que le climat régional affecte les processus de surface terrestre sur une gamme d'échelles avec une vitesse sans précédent et que la végétation, à son tour, affecte le climat par des rétroactions via la photosynthèse et l'évapotranspiration, des changements d'albédo et des émissions de composés organiques volatils biogéniques.

✅ La dynamique de la végétation englobe les changements et les interactions au sein des communautés végétales au fil du temps, sous l'effet de facteurs environnementaux tels que le changement climatique, les caractéristiques des sols, les activités humaines, le pâturage et les processus écologiques. Ce concept inclut également l'utilisation de modèles pour analyser cette dynamique, offrant ainsi un aperçu de la manière dont les différents éléments des écosystèmes influencent la croissance et le développement des plantes.

Une perturbation peut être définie comme "tout événement relativement discret dans le temps qui perturbe la structure de l'écosystème, de la communauté ou de la population et modifie les ressources, la disponibilité du substrat ou l'environnement physique". ans les zones humides forestières du sud, les inondations sont le principal facteur de perturbation, ainsi les espèces végétales sont généralement réparties le long d'un gradient d'inondation de la saison de croissance.

✅ Les résultats du modèle dynamique de végétation MC1 ressemblaient largement au schéma obtenu à partir des modèles d'enveloppe climatique à plus grande échelle. Les zones avec des communautés végétales dominantes potentiellement stables étaient les plus densément réparties dans la zone perhumide et les régions côtières de la zone saisonnière du nord, tandis que les zones du sud ont changé de manière plus spectaculaire, comme le montrent également les modèles de distribution des espèces. En général, les régions du nord devraient conserver un climat adapté aux types de végétation dominants de base jusqu'aux années 2080, principalement le type à feuilles d'aiguilles à feuilles persistantes maritimes.

L'effet de l'utilisation des terres sur la dynamique de la végétation et le cycle du carbone et les régimes de feu qui en résultent varient d'un bout à l'autre de la Terre.

Au niveau de l'écosystème

Dans tout écosystème, province ou région naturelle, il existe des assemblages locaux d'espèces appelées communautés végétales. Collectivement, ces communautés végétales sont appelées végétation. La végétation diffère dans les types d'espèces et le nombre total d'espèces en fonction des conditions locales du sol et de l'humidité.

Les écosystèmes sont dynamiques. Cela signifie que les caractéristiques des écosystèmes et de leurs populations varient dans le temps : c'est la dynamique des populations. Les écosystèmes connaissent souvent des perturbations ou des changements. Ces changements peuvent intervenir dans les parties vivantes ou non vivantes d'un écosystème. Tout changement dans un écosystème peut affecter les populations qui y vivent.

Rôle critique

Les plantes et la végétation jouent un rôle critique, mais largement imprévisible, dans les changements environnementaux mondiaux en raison de la multitude de processus contributifs à des échelles spatiales et temporelles très différentes.

Dans cette perspective, il est nécessaire d'explorer des approches pour maîtriser cette complexité et améliorer notre capacité à prédire la dynamique de la végétation en prenant explicitement en compte les principes qui contraignent le comportement des plantes et des écosystèmes : sélection naturelle, auto-organisation et maximisation de l'entropie.

Ces idées sont de plus en plus utilisées dans les modèles de végétation, mais leur plein potentiel n'a pas encore été réalisé. La puissance des principes d'optimalité basés sur la sélection naturelle permettent de prédire les réponses photosynthétiques et d'allocation du carbone à de multiples facteurs environnementaux, ainsi que la façon dont la plasticité individuelle conduit à l'auto-organisation prévisible des couverts forestiers.

Des modèles de sélection naturelle qui agissent sur quelques traits clés peuvent générer des communautés végétales réalistes et comment la maximisation de l'entropie peut identifier les résultats les plus probables de la dynamique des communautés dans des environnements variant dans l'espace et dans le temps.

Importance de l'Holocène

L'Holocène est significatif à bien des égards, notamment en termes de développement humain et d'établissement de centres de civilisations. L'Holocène, en effet, a permis aux civilisations de se développer et d'évoluer, ainsi que de périr en raison des changements climatiques graduels et/ou brusques au cours de l'époque.

La dynamique de la végétation de l'Holocène est fonction du changement climatique, du moment de la déglaciation (c'est-à-dire de la création de nouveaux habitats à coloniser), des processus ontogénétiques du sol et de l'immigration. L'histoire de la végétation holocène du Groenland a été reconstruite par Fredskild dans les années 1970 en utilisant principalement l'analyse du pollen.

Malgré les limites de cette approche dans les environnements arctiques à faible production de pollen et à résolution taxonomique limitée, les analyses ultérieures de macrofossiles végétaux ont largement confirmé les modèles de succession spatiale et temporelle déterminés par plusieurs auteurs fournissent des reconstitutions détaillées des changements de végétation locaux enregistrés par les macrofossiles végétaux dans les carottes de sédiments lacustres d'un certain nombre de sites dans l'ouest du Groenland.

Les terrains récemment déglacés sont caractérisés par des substrats instables à faible disponibilité en azote. Les enregistrements de carottes de sédiments lacustres de l'ouest du Groenland indiquent des cations abondants et une altération rapide initiale du matériau morainique glaciaire fraîchement communié est suggérée par un δ¹³C élevé de la fraction de C inorganique. Ces inférences de la biogéochimie déglaciaire précoce sont étayées par des relevés géochimiques et isotopiques de la marge glaciaire actuelle. Des scientifiques ont constaté qu'il y avait un gradient d'altération plus important que prévu (sur la base de la différence de 2 à 3 000 ans dans l'historique d'exposition à la déglaciation) de la côte à l'intérieur des terres, principalement en raison des précipitations plus élevées sur la côte.

Les paysages nouvellement déglacés sont inhospitaliers et ne sont pas propices à la colonisation végétale et se caractérisent par conséquent par des espèces herbacées pionnières, l'absence de plantes ligneuses et la présence de vastes zones de sol nu.

Exemple avec une forêt

Un aperçu de l'histoire de la forêt boisée dans la région nord-ouest de la Méditerranée, basé sur l'analyse des charbons de bois (anthracologie) des sites mésolithiques et néolithiques, est proposé pour les régions méditerranéennes de la France, de l'Espagne et du Portugal. L'identification taxonomique des fragments de charbon de bois et les variations diachroniques des fréquences des taxons fournissent, pour chaque peuplement, une image précise du couvert végétal local.

Dynamique de la forêt en relation avec le mode d'occupation :

Dynamique hypothétique de la végétation d'une forêt en relation avec le mode d'occupation

Au cours de la fin de la dernière glaciation, début de l'Holocène, la dynamique de la végétation reflète l'évolution des conditions climatiques et géographiques en période glaciaire. Tout impact écologique potentiel par les communautés de chasseurs-pêcheurs-cueilleurs (Mésolithique) reste invisible; la même remarque s'applique aux communautés d'agriculteurs-éleveurs dès le début du néolithique.

Les données charbonnières à partir du Préboréal témoignent de la diversité croissante du couvert végétal, avec des formations ouvertes dominées par les conifères (Juniperus, Pinus aff. sylvestris), remplacées plus tard par des forêts tempérées en association avec des espèces méditerranéennes et des plantes exigeantes en lumière. D'importantes variations régionales, corrélées aux conditions bioclimatiques, mettent en évidence la dominance des feuillus Quercus dans l'est de l'Espagne et le sud de la France, Olea europaea dans le sud de l'Espagne et le sud du Portugal, Pinus halepensis dans le sud de la Catalogne, la vallée de l'Èbre et dans l'extrême sud-est de la France.

À partir du Néolithique moyen, les activités agropastorales initient d'importants changements dans la composition forestière, avec le développement de bois mixtes taillis/têtards, puis de matorrals ouverts. Les transformations identifiées dans différents sites n'étaient pas synchrones et étaient toujours réversibles; la rapidité du processus dépendait de l'interaction complexe entre les activités humaines et les caractéristiques climatiques régionales.

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