La dynamique des hauts-marais et les paramètres écologiques qui la contrôlent : proposition d’un schéma fonctionnel et applications à la conservation

Résumé En Fr

Ecological constraints on Sphagnum bog development : a conceptual model for conservation. — Sphagnum bogs cover large continental areas and may play a major role as carbon sinks. They have also great biological, historical and paleoecological values. These features led to a large amount of research and publications, especially conceptual and numerical models in various scientific fields. Drawing on this literature, we propose an integrated conceptual model of bog functioning. The model is built on 8 basic assumptions acting at two scales : the ecosystem as a whole, the bog or mesotope and the microforms, the elementary systemic units. Five kinds of ecological constraints driving the ecosystem are defined too. Based on the assumptions, the constraints and bibliographical data, thresholds and positive and negative feedbacks are elucidated. The negative feedbacks controlling the development and homeostasis of the ecosystem are related to the balance between the vegetation which builds the peat body, the shape of the later and the water fluxes passing through it. The positive feedback allowing the establishment and the persistence of the ecosystem is related to peat moss engineering. Four positive feedback loops can stop the peat production, and lead to the destruction of the bog. Two loops are biological processes involving trees and blue moor grass (Molinia caerulea) which spread onto the bog. The two other loops are related to soil and shape disturbance and changes in production and degradation of the organic matter. The model is especially designed to help ecological monitoring and highlights the importance of an ecological diagnostic integrating plants, soil and water fluxes. Based on this model, action plans should focus on maintaining the negative feedbacks and the peat moss engineering while stopping the unfavourable other positive feedback loops.

L’importance quantitative, le rôle primordial dans le cycle du carbone et les valeurs biologiques, historiques et paléoécologiques des hauts-marais ont suscité de nombreux travaux scientifiques s’intéressant aux processus naturels ayant lieu dans ces écosystèmes. A partir de l’analyse de la bibliographie, nous proposons un schéma fonctionnel de l’écosystème. Ce schéma s’appuie sur 8 propriétés fondamentales, opérant à deux échelles, l’écosystème haut-marais et la microforme, unité fonctionnelle de base. Parallèlement 5 classes de paramètres écologiques contrôlant la dynamique de l’écosystème sont établies. L’analyse conjointe des propriétés et des paramètres met en lumière des seuils et des boucles de rétroactions qui déterminent le fonctionnement de l’écosystème. Les principales boucles de rétroaction négative qui permettent la persistance de l’écosystème se référent à l’adéquation entre les végétations à l’origine du tertre tourbeux, la forme de ce dernier, et le flux hydrique qui le traverse. La boucle positive conditionnant l’apparition, le développement ou le maintien de l’écosystème s’appuie sur l’ingénierie écologique des sphaignes. Quatre boucles de rétroaction positive induisent l’arrêt du fonctionnement et la destruction de l’édifice tourbeux ; deux sont d’origine biologique et correspondent respectivement à l’invasion des ligneux arborescents ou à celle de la molinie. Les deux autres font appel à des processus de modification de la forme de l’édifice et des logiques de production et de dégradation de la matière organique. L’utilisation du schéma fonctionnel en terme de diagnostic écologique met en relief l’importance d’une approche intégrant : les plantes, surtout les sphaignes ; le sol, par sa qualité et sa forme à différentes échelles ; et l’eau. Les objectifs prioritaires en termes de conservation sont (1) le maintien ou la facilitation des boucles négatives et celle, positive, d’ingénierie des sphaignes, (2) l’arrêt des boucles positives défavorables au fonctionnement.