CAF-Elhuyar 2018 : Montagnes du Pays Basque : un paysage sculpté par de grands herbivores

2018/05/16 Iñaki Odriozola - Landare-ekologian doktorea Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Lorsque nous imaginons des paysages antérieurs à la dispersion agricole en Europe ou qu'ils sont représentés dans des films ou des documentaires, des forêts fermées sans fin apparaissent. Il semble que les paysages ouverts et de prairies ont émergé avec l'intervention humaine, dans le but d'exploiter le bois et nourrir les animaux. Cependant, l'évolution du paysage européen a été beaucoup plus complexe et le rôle des grands herbivores a été fondamental tant avant qu'après l'arrivée de l'agriculture.

Evolution des habitats ouverts

Pour comprendre la configuration actuelle du paysage basque, il faut se fixer sur les phénomènes géologiques des derniers millions d'années. Il y a environ 35-25 millions d'années, au milieu de l'Age Cénozoïque, les mouvements de plaques continentales ont provoqué l'orogénèse alpine, processus dans lequel la cordillère cantabrique, les Pyrénées et l'arc du Pays Basque ont été formés. La nouvelle configuration des continents a provoqué des changements dans la circulation océanique qui ont réduit la concentration atmosphérique de CO2 et la température globale. Dans ces nouvelles conditions, les écosystèmes de pâturages ont été étendus dans des zones présentant des conditions de sécheresse saisonnière [1].

Au cours des 12 000 dernières années (Holocène), l'étendue des habitats ouverts a subi de nombreuses fluctuations en Europe. Cependant, il semble que ces habitats sont restés assez stables avant l'arrivée de l'agriculture, sans pour autant descendre de 12-30% de la couverture. Le paysage européen était donc de mosaïque puisqu'alternaient habitats ouverts et forêts [2]. Les herbivores sauvages ont influencé directement cette configuration du paysage, car ils maintenaient les forêts ouvertes où les chevaux sauvages [3], chevreuils, cerfs, uros, bisons européens...

Création et déclin du paysage semi-naturel

Quand les paysans se sont répandus en Europe depuis le Moyen-Orient (il y a environ 7.000 ans), les forêts primaires ont été nettoyées et les herbivores sauvages d'origine ont été remplacés par des animaux domestiques. Le processus fut graduel, par exemple, la documentation du dernier bison chassé en Navarre XII. dépendante.

Bien qu'une grande partie du paysage ait été perturbée par l'arrivée des paysans, la plupart des espèces de pâturages et de broussailles étaient déjà présentes dans des habitats ouverts d'origine.

Changements profonds XIX. Ils sont arrivés au milieu du XXe siècle. La mécanisation agricole et l'utilisation massive de pesticides ont créé en Europe un paysage actuel de culture intensive. L'homme a provoqué de profonds changements dans la flore et la faune : plusieurs espèces ont disparu et de nombreuses espèces exotiques ont été introduites.

Comme la plupart des herbivores sauvages ont aujourd'hui disparu en Europe, la quasi-totalité des pâturages à haute valeur de conservation associés à des systèmes extensifs de pâturage [4]. Cependant, ces systèmes sont en déclin avec l'expulsion des noyaux ruraux. La situation des monts d'Euskal Herria n'est pas autre, puisque l'utilisation des pâturages de montagne diminue progressivement dans leurs systèmes de pâturages [5].

Fonctions clés des herbivores

Outre la modélisation du paysage, les herbivores remplissent une série de fonctions clés dans les écosystèmes. Le pâturage est d'une importance vitale pour la survie des espèces liées à des habitats ouverts. De même, le pâturage affecte directement les différents processus de l'écosystème en défoliant, en piétinant et en déposant les selles urinaires, comme le recyclage des aliments et la production de pâturages.

Figure . Deux espaces expérimentaux de ma thèse de doctorat dans la sierra d'Aralar, entre Gipuzkoa et Navarre. Pendant 13 ans, le bétail est resté hors de certains départements avec des cloisons permanentes, simulant le manque de pâturage. Ed. Iñaki Odriozola

L'objectif général de ma thèse de doctorat est de mieux comprendre les conséquences de l'interruption du pâturage mixte (ovin, bovin et jument) dans ces fonctions du pâturage. Pour cela, l'abandon du pâturage a été simulé dans quatre zones expérimentales de la sierra d'Aralar. Construction de cloisons évitant l'entrée du bétail (Figure 1) et comparaison de l'évolution du pâturage pendant 13 ans (dans les cloisons) avec le maintien du pâturage (en dehors des cloisons).

Paître et fonctionnement des écosystèmes

Le pâturage affecte l'activité des micro-organismes terrestres (bactéries et champignons), le cycle des aliments et la disponibilité des aliments [6]. D'une part, les herbivores fertilisent le pâturage avec les selles et avec la défoliation qu'ils réalisent en mangeant de l'herbe, favorisent la régénération des plantes. Cette régénération maintient jeunes les tissus végétaux, ce qui facilite la digestion du fourrage. D'autre part, les herbivores affectent profondément la température du sol et la teneur en eau et donc les processus du sol [7]. Dans ma thèse, pour analyser l'influence de l'abandon du pâturage des animaux dans les pâturages de montagne, on a mesuré la température et la teneur en eau dans le sous-sol dans les parcelles où on a passé des animaux et on n'a pas passé. La qualité de l'herbe (valeur nutritive et digestibilité) a également été mesurée dans les deux conditions. La digestibilité est la relation entre les fibres de paroi cellulaire les plus digestibles et les protéines de contenu cellulaire les plus digestibles.

Figure . Effets de l'abandon du pâturage des animaux sur la température et la teneur en eau dans le sous-sol. A) Dans des conditions de pâturage (ligne grise), la température est plus élevée et beaucoup plus variable que dans des conditions d'exclusion (ligne noire). B) L'isolation déficiente entraîne une grande perte d'eau par évaporation dans les zones de pâturage, tandis que le compactage du terrain et la diminution de la biomasse végétale entraînent une perte d'eau faible par filtration et transpiration. Dans les catégories d'exclusion, l'isolation élevée entraîne une faible perte d'eau par évaporation, tandis que l'augmentation de la biomasse végétale et le manque de compactage entraînent une plus grande perte d'eau par transpiration et filtration. Ed. Iñaki Odriozola

Les conséquences sont claires, les conditions de température du sol sont très différentes dans les zones de pâturage des animaux (zones de pâturage) et dans les zones de non-pâturage (zones d'exclusion). Les variations de température sont beaucoup plus importantes dans les sections de pâturage: les incidences quotidiennes dans les sections de pâturage sont semblables aux fluctuations annuelles dans les catégories d'exclusion (Figure 2 A). C'est parce que les herbivores gardent la couche d'herbe courte. Cela permet aux changements de température de l'air d'avoir une incidence immédiate sur le sous-sol. En revanche, la section d'exclusion produit un épaississement de la couche herbacée, de sorte que le sous-sol reste plus isolé. Pour la même raison, au printemps-été la température du sous-sol augmente dans les zones de pâturage. Le pâturage affecte également la teneur en eau dans le sous-sol (figure 2 B); s'il s'agit d'une couche d'isolation plus fine, il y a une plus grande perte d'eau par évaporation dans les zones de pâturage. D'autre part, le compactage du sol par les animaux qui paissent dans les plantations réduit la taille des pores du sol, augmente la capacité de rétention de l'eau et réduit la perte d'eau par filtration. De même, le plus grand maintien de la biomasse végétale dans les séries d'exclusion fait que la végétation transpire plus et perd plus d'eau dans l'atmosphère. Ces relations complexes rendent la teneur en eau plus élevée dans les zones de pâturage lorsque le rayonnement solaire est faible (milieu nuageux) en raison de la faible évaporation. Au contraire, les conséquences sont défavorables lorsque le rayonnement solaire est élevé (environnement ensoleillé), car beaucoup d'eau est perdu par évaporation dans les zones de pâturage. En tout cas, les pâturages atlantiques sont très pluvieux et la pénurie d'eau n'est pas un problème grave pour le fonctionnement du pâturage. En outre, il faut noter que la qualité de l'herbe est plus élevée dans les plantations de pâturage.

Ces changements ont des conséquences sur le cycle des aliments (Figure 3). En combinant la plus grande température des zones de pâturage avec une meilleure qualité fourragère, les micro-organismes présents dans le sol accélèrent la décomposition des résidus végétaux. Par conséquent, les aliments sont relâchés dans le sol afin que les plantes puissent réabsorber, et enfin, les herbivores reprennent la nourriture quand ils mangent de l'herbe. Ainsi le cycle est fermé. La température change également accélère le processus de décomposition et favorise ce cycle. Cependant, si nous éliminons les herbivores du puzzle, la température devient plus basse et stable. En outre, la régénération du pâturage n'est pas encouragée et la nourriture devient plus digeste. Leur combinaison réduit l'activité des micro-organismes du sol et commence à concentrer les aliments sur le sol dans des structures complexes inaccessibles aux plantes. La conséquence est que le cycle des aliments ralentit et endommage le fonctionnement du pâturage.

Figure . Influence de l'abandon du pâturage des animaux dans le cycle des aliments. Le pâturage contribue à la régénération des plantes et des tissus végétaux restent jeunes et digestifs, qui, combinés avec des urines et des excréments fournissent aux micro-organismes une grande quantité de fourrages de haute qualité. De plus, comme la température favorise également l'activité des micro-organismes, il reste beaucoup de nourriture dans le sol pour les plantes. Enfin, le cycle se termine lorsque les herbivores mangent ces aliments des plantes. En cas d'exclusion, il n'y a pas de régénération et les micro-organismes reçoivent un fourrage plus digestible. En outre, la température du sol ne favorise pas l'activité des micro-organismes, il reste donc peu de nourriture pour les plantes. Ed. Iñaki Odriozola

Pâturage et biodiversité

Le modèle général de pâturage souligne que dans des pâturages fertiles comme ceux d'Aralar la diversité est faible en intensités de pâturage basses, la plus élevée en intensités moyennes et redescend en intensités élevées [8]. Sans herbivores, les plantes n'ont pas de limites de croissance et la concurrence pour la lumière est très dure. Par conséquent, peu d'espèces hautement compétitives écartent progressivement le reste, réduisant la diversité. En revanche, lorsque l'intensité est très élevée, une dégradation des sols et des problèmes d'érosion se produisent. Dans ce cas aussi, seules des espèces adaptées à ces conditions difficiles survivent et la diversité est perdue. Les intensités moyennes sont celles qui présentent la plus grande diversité: d'une part, parce que la concurrence est adoucie par la lumière et, d'autre part, parce que la plupart des espèces sont adaptées à des niveaux d'altération modérés.

Pour tester l'hypothèse mentionnée ci-dessus dans les pâturages d'Aralar, on a décrit à l'échelle très locale (20 m × 20 m de surface) la composition des espèces du pâturage, tant dans les zones où ont été pâturées des animaux que dans lesquelles elles n'ont pas été pâturées. Dans cette petite échelle, les échantillonnages ont été réalisés, car les interactions entre les plantes sont données à l'échelle locale. On a observé que dans les plantations où il n'y avait pas d'herbivores, quelques graminées, capables d'atteindre une grande hauteur, produisent de grands groupements qui écartent progressivement des espèces plus petites. Pour ces petites espèces, il est impossible de les inclure dans les groupes qui forment les graminées, car la concurrence pour la lumière est très dure. Ces espèces sont nécessairement limitées à des espaces intermédiaires de plus en plus grands groupements jusqu'à leur extinction. Ainsi, la diversité s'est réduite dans les parcelles où il n'y a pas eu d'herbivores: dans les parcelles de pâturage on a compté entre 29 et 37 espèces, et dans les parcelles d'exclusion entre 19 et 28 espèces, après 13 ans d'exclusion (figure 4).

Figure . Influence de l'abandon du pâturage des animaux dans la diversité végétale. Le pâturage égalise les hauteurs des espèces et neutralise la concurrence par la lumière, évitant ainsi que des graminées compétitives produisent de grands groupements et écartent compétitivement de petites espèces. Dans les séries d'exclusion, sans limitations de croissance ascendante, les graminées compétitives génèrent de grands groupements, limitant les petites espèces aux intervalles de ces groupements jusqu'à leur disparition progressive. Ed. Iñaki Odriozola

Réflexions pour la gestion

Cette thèse montre que la gestion durable de l'élevage traditionnel est fondamentale pour la conservation des pâturages de montagne. Le fonctionnement et la diversité des pâturages se maintiennent dans un équilibre développé pendant des milliers d'années, tandis que la présence d'herbivores commence à expérimenter de profonds changements peu après que les conditions aient changé.

Enfin, il existe d'autres idées intéressantes dans le monde pour répondre à l'expulsion des zones rurales. Par exemple, dans l'espace naturel néerlandais d'Oostvaardersplass : avant la déclaration de la réserve, l'espace naturel était une pépinière de saules et, une fois l'activité du séminaire abandonnée, ils se rendirent compte qu'il existait des centaines de pousses de saules par mètre carré. Conscient que l'arrivée de la forêt confinée allait faire disparaître l'habitat des oiseaux d'eau, l'administration du parc a restauré une communauté d'herbivores sauvages qui a naturellement réussi à créer une mosaïque paysagère de prairies boisées en quelques années (figure 5).

Pouvez-vous imaginer des bisons qui passent sur les monts d'Euskal Herria?

Figure . Espace naturel néerlandais de Oostvaardersplass. La mosaïque de pâturages boisés a été récupérée, restaurant la communauté herbivore sauvage. Ed. EM Kintzel, I Van Stokkum

Bibliographie Bibliographie

[1] Tallis, J.H. 1991. Plant Community History: Changes Long-Term in Plant Distribution and Diversity. Londres. Chapman Hall.

[2] Hejcman, M., Hejcmanová, P., Pavlu, V., Benes, J. 2013 Origin and history of grasslands in Central Europe – a review. Animal Production Science 41: 1231-1250.

[3] Vera, F.W. 2000. Grazing Ecology and Forest History. CABI, Wallingford, UK.

[4] Bignal, S.L., McCracken, D.I. 1996. - Journal of Applied Ecology 33: 413-424.

[5] Ruiz, R., Díez-Unquera, B., Beltrán de Heredia, I. Mandaluniz, N., Arranz, J., Ugarte, E. 2009. The challenge of sustainability for local breeds and traditional systems: dairy sheep in the Basque Country. Proc. of the 60th Annual Meeting of the EAAP, TN WAP. Barcelone.

[6] Bardgett, R.D., Wardle, D.A. 2003. Herbivore mediated linkages between aboveground and belowground communities. Ecology 84: 2258-2268.

[7] Schrama M., Veen, G.F.C. Bakker, S.L. Ruifrok, J.L. Bakker, J.P., Olff, H. 2013 An integrated perspective to explain nitrogen mineralization in grazed ecosystems. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 15: 32-44.

[8] Milchunas, D.G., Salle, VºBº, Lauenroth, W.K. 1988. A generalized model of the effects of grazing by large herbivores on grassland community structure. The American Naturalist 132: 87-106.