Évolution temporelle de la diversité alpha et bêta des communautés de spermatophytes lors de la recolonisation de surfaces forestières incendiées dans les Alpes suisses

Abstract

Les écosystèmes forestiers évoluent de manière dynamique, passant par des stades pionniers à climaciques, impactés par diverses perturbations tels que les incendies. Ces perturbations modifient la structure et la composition des forêts, influençant la diversité à travers des processus de succession écologique. Les incendies, en particulier, jouent un rôle crucial en régénérant les forêts et en créant une hétérogénéité environnementale favorisant la cohabitation de différentes espèces. L'analyse de la bêta-diversité aide à comprendre les changements de composition floristique après de tels événements. Ce travail s’inscrit dans une analyse diachronique unique dans les Alpes suisses visant à étudier la recolonisation de la végétation après un violent incendie. Ce mémoire est décliné en plusieurs questions sur (1) l’évolution de la richesse spécifique au cours du temps, (2) l’évolution temporelle des composantes de la bêta-diversité, (3) la succession des espèces lors de la recolonisation, (4) les critères écologiques des espèces qui se succèdent. La zone d’étude se situe à Loèche en Valais suisse. L’incendie s’est déclaré en 2003 et a ravagé 300 hectares de forêt, entre 800 et 2100 m d’altitude. Des inventaires floristiques ont été réalisés à différentes années après l’incendie, en 2004, 2005, 2006, 2007, 2013 et 2023. La composition de 147 quadrats de 14.15 m de côté est étudiée au cours du temps. Le recensement de toutes les espèces présentes à l’intérieur du quadrat est effectué. Pour les analyses, la zone est subdivisée en trois étages altitudinaux : bas s’étendant de 870 à 1290 m, moyen de 1300 à 1695 m et enfin haut allant de 1700 à 2100 m. Des analyses de type Anova, test de Student et GLM ont mis en évidence une augmentation significative de la richesse spécifique avec le temps, 20 ans après l’incendie. La zone présente dorénavant une richesse spécifique supérieure à celle qui prévalait avant l’incendie, montrant l’impact que peut avoir une perturbation sur l’accumulation de biodiversité lors du processus de recolonisation, en lien avec l’hypothèse des perturbations intermédiaires. Des analyses en composantes principales et des tests de Mantel ont mis en évidence une corrélation significative entre la bêta-diversité et le nombre d’années depuis l’incendie. Au cours du temps, la contribution de la nestedness à la bêta-diversité a diminué tandis que le turn-over a augmenté, montrant la transition entre des processus d’accumulation d’espèces à des processus de changements de composition des communautés le long d’un gradient de recolonisation. Une succession d’espèces suivant les années est marquée pour les étages bas et moyen, avec une prédominance d’espèces forestières et de prairies sèches non fertilisées, ainsi qu’une variation du nombre de rudérales au fil du temps. En revanche, l’étage altitudinal haut ne montre pas de variation au niveau de la composition floristique, mettant en évidence sa plus grande résilience face au feu. Le feu a eu plusieurs impacts sur la diversité végétale de la zone. La recolonisation a débuté par des rejets de souche ou encore par la germination des graines enfouies dans le sol. Ces espèces ont été remplacées par d’autres, plus compétitrices, au fil du temps. En 20 ans, le milieu n'est toujours pas devenu une forêt fermée, ce qui explique la constance de la préférence pour les conditions héliophiles de la flore. Les analyses basées sur des chronoséquences sont rares, ce qui fait de ce projet une opportunité unique pour étudier la recolonisation post-incendie dans cet environnement spécifique. Les études menées sur la forêt de Loèche, peuvent également servir d’exemple de gestion pour d’autres forêts aux alentours, confrontés aux mêmes dommages qu’ils soient d’ordre naturel ou anthropique.