taille de la tache

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 1

• 1ère partie : Analyse spatiale et fonctionnelle de la réponse des écosystèmes après incendie en Basse Provence calcaire

– (Thèse V. Bonnet)

• Objectifs de l’étude

Evaluer l’influence des caractéristiques spatiales des zones incendiées sur l’organisation de la végétation et les processus de régénération post-incendie

Taille de la tache

Distance à la lisière

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 2

Protocoles d’étude

Taille de la tache

- a moyen terme (3 ans) - au niveau régional - à l’échelle de placettes d’étude

« PROTOCOLE PLACETTES »

Patrons d’organisation de la végétation

Distance à la lisière

- à court terme - au niveau local - à l’échelle de transects

« PROTOCOLE TRANSECTS »

Processus de régénération

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 3

Sites d’étude (4 sites de tailles différentes)

E Etoile 3450 ha R Le Rove 480 ha A Arbois 350 ha C Callelongue 13 ha

A

ER

C

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 4

Suivi floristique diachronique sur 3 ans -> inventaires floristiques + analyse quantitative

20 x 20 m1 x 1 m

Variables stationnelles :

- Données climatologiques

Végétation antérieure

Variables spatiales et feu :

Protocole placettes(82 placettes incendiées ; 13 placettes non incendiées)

- Etat de surface du sol- Données pédologiques

- Taille et périmètre des taches - Localisation géographique

- Distance à la lisière- Fréquence et intensité du feu

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 5

Suivi floristique diachronique sur 3 ans -> inventaires floristiques + analyse quantitative

20 x 20 m1 x 1 m

Variables stationnelles :

- Données climatologiques

Végétation antérieure

Variables spatiales et feu :

Protocole placettes(82 placettes incendiées ; 13 placettes non incendiées)

EFFETS DE LA PERTURBATION

- Etat de surface du sol- Données pédologiques

- Taille et périmètre des taches - Localisation géographique

- Distance à la lisière- Fréquence et intensité du feu

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 6

Projet 2

Suivi floristique diachronique sur 3 ans -> inventaires floristiques + analyse quantitative

20 x 20 m1 x 1 m

Variables stationnelles :

- Données climatologiques

Végétation antérieure

Variables spatiales et feu :

Protocole placettes(82 placettes incendiées ; 13 placettes non incendiées)

DYNAMIQUE TEMPORELLE

- Etat de surface du sol

- Données pédologiques

- Taille et périmètre des taches - Localisation géographique

- Distance à la lisière- Fréquence et intensité du feu

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 7

Projet 2

Suivi floristique diachronique sur 3 ans

-> inventaires floristiques + analyse quantitative

Variables stationnelles :

- Etat de surface du sol

- Données pédologiques

- Données climatologiques

Végétation antérieure

Variables spatiales et feu :

- Taille et périmètre des taches - Localisation géographique

- Distance à la lisière- Fréquence et intensité du feu

Protocole placettes(82 placettes incendiées ; 13 placettes non incendiées)

FACTEURS D’ORGANISATION

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 8

Variables stationnelles > Régime des feux

(taille, fréquence, intensité)

Facteurs d’organisation de la végétation post-incendie

Influence de la taille de la tache incendiée -

Influence de la localisation géographique +du site incendié

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 9

Taux de renouvellement des espèces : Turn-over

0

5

10

15

20

25

30

35

98-99 99-00 98-00

TO placette

TO site

0

5

10

15

20

25

30

35

40

98-99 99-00 98-00

TO placette

TO site

0

5

10

15

20

25

30

98-99 99-00 98-00

TO placette

TO site

Callelongue

0

5

10

15

20

25

30

35

40

98-99 99-00 98-00

TO placette

TO site

Arbois

Rove Etoile

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 10

Projet 2(3 transects / site : -5 ; 0 ; 2,5 ; 5 ; 10 ; 20 ; 50 m ; etc.)

<- Zone non brûlée Zone brûlée ->

Pluie de graines

Banque de graines

Analyses de sol

Inventaires floristiques lisière

2 m

5 m

Vent Dominant

Protocole« transects »

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 11

Projet 2(3 transects / site : -5 ; 0 ; 2,5 ; 5 ; 10 ; 20 ; 50 m ; etc.)

<- Zone non brûlée Zone brûlée ->

Pluie de graines

Banque de graines

Analyses de sol

Inventaires floristiques lisière

2 m

5 m

Vent DominantGRADIENTS FLORISTIQUESGRADIENTS FLORISTIQUES

Protocole« transects »

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 12

Projet 2(3 transects / site : -5 ; 0 ; 2,5 ; 5 ; 10 ; 20 ; 50 m ; etc.)

<- Zone non brûlée Zone brûlée ->

Pluie de graines

Banque de graines

Analyses de sol

Inventaires floristiques lisière

2 m

5 m

Vent Dominant

GRADIENTS EDAPHIQUESGRADIENTS EDAPHIQUES

Protocole« transects »

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 13

Projet 2(3 transects / site : -5 ; 0 ; 2,5 ; 5 ; 10 ; 20 ; 50 m ; etc.)

<- Zone non brûlée Zone brûlée ->

Pluie de graines

Banque de graines

Analyses de sol

Inventaires floristiques lisière

2 m

Vent Dominant

DISTRIBUTIONDISTRIBUTIONBANQUE, PLUIEBANQUE, PLUIEProtocole

« transects »

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 14

Plantes annuelles

Anémochores

Azote

Carbone

Limons

Argiles

pH

Sables

Lisière (0 m) Centre (100 à 400 m)+ -

- +Ligneux hautsLigneux bas

Zoochores

Gradient d’intensité du feu ?

Influence de la distance à la lisièresur la régénération

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 15

Coefficient de similaritéentre banque de graineset végétation exprimée

r2 = 0.089 p = 0.267

Coefficient de similaritéentre pluie de graineset végétation exprimée

r2 = 0.774 p<0.0001

Végétation latente(banque de graines) Végétation exprimée

Végétation acquise(pluie de graines)X X

Pluie et banque de graines (tous sites)

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 16

Niveau régional(protocole placettes)

Caractéristiques des feux (taille, fréquence, intensité)

organisation de la végétation

/ variables stationnelles et végétation antérieure

Conclusions

Niveau local(protocole transects)

Caractéristiques des feux (distance à la lisière,

intensité)

processus de régénération

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 17

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 18

Analyse spatiale et fonctionnelle….

1 - Rappel des objectifs CEMAGREF

Contribuer à l’analyse de la dynamique spatiale• Evaluation écologique des placettes IMEP• Géoréférencement et cartographie des sites et placettes

Suivre la régénération du pin d ’Alep à travers :• la pluie de graines, • la survie de ces graines, • la germination et la survie des semis

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 19

Analyse spatiale et fonctionnelle….

2 - Réalisation des travaux

relevé écologique détaillé des 90 placettes permanentes de 400 m² (30 avec fosse pédologique)

Géoréférencement par GPS (précision métrique) des placettes, limites de feu, refuges, ...

Suivi de la régénération du pin d’Alep sur les feux de Peynier (10 sites) et Rousset (1 site)

et le feux des Alpilles : 5 sites, 62 placettes et 3 transects suivis d’août 99 à août 2001.

Feux de 2001 : 10 feux étudiés, aucune graine !

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 20

Analyse spatiale et fonctionnelle….

3 - Résultats - Pluie de graines de pin d ’Alep

Les graines

tombent en

une semaine.

Elles perdent

leur aile en

quelques jours0

20

40

60

80

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Nombre de jours après incendie

No

mb

re d

e g

rain

es

/m

² Graines ailéesAiles seules

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 21

Analyse spatiale et fonctionnelle….

3 - RésultatsPluie de graines de pin d ’Alep Nombre moyen de graines : 76 graines/m²(3 feux de 1998/99, 16 sites)

minimum maximumpar site 3

220par feux 43 122

DENSITE DU PEUPLEMENT

Le nb de graines s’accroît avec la

densité du peuplement jusqu’à un seuil

de très forte densité où elle chute.20

60

100

140

180

1 2 3 4

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 22

Analyse spatiale et fonctionnelle….Distances de dissémination aérienne

DISTANCE < 10 m 10-50 >50

Absence de vent 90% 10% 0%

Vent fort (50-70km/h) 10% 75% 15%

Distance de dissémination au sol

Par vent fort, les graines peuvent se déplacer au sol sur plusieurs dizaines de mètres au cours des premiers jours (quand elles ont encore leur aile).

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 23

Analyse spatiale et fonctionnelle….

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2 3 4 5 6Temps écoulé en heures

Pourcentage de graines restées sur la bande de marquage en fontion du temps par vent fort

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 24

Analyse spatiale et fonctionnelle….

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Distance à la bande de marquage

No

mb

re d

e g

rain

es

transect lisse

transect rugueux

110

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 25

Analyse spatiale et fonctionnelle….

0

5

10

15

20

Eté

Aut

Hiv

print

Eté

Aut

Hiv

print

Eté

Aut

76

Inc

en

die

Périodes de germination des graines

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 26

Analyse spatiale et fonctionnelle….Germination des graines

0

10

20

30

40

50

60

70

0 50 100 150 200

Nombre de graines tombées après le feu

Nb

se

mis

4 m

ois

ap

rès

le

fe

u

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 27

Analyse spatiale et fonctionnelle….Taux apparent de germination des graines : 8-38% par feu

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Sit

e 17

Sit

e 10

Sit

e 11

Sit

e 2

Sit

e 9

Sit

e 1

Sit

e 14

Sit

e 8

Sit

e 6

Sit

e 3

Sit

e 7

Sit

e 5

Sit

e 16

Sit

e 4

Sit

e 12

Sit

e 13

Sit

e 15

Tau

x d

e g

erm

ina

tio

nSites des Alpilles

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 28

Analyse spatiale et fonctionnelle….Survie des semis

0

20

40

60n

ov

-99

jan

v-0

0

ma

rs-0

0

ma

i-0

0

juil

-00

se

pt-

00

no

v-0

0

jan

v-0

1

ma

rs-0

1

ma

i-0

1

juil

-01

Evolution du nombre de semis par m² après incendie sur 3 sites représentatifs

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 29

0

20

40

60

80

1 2 3 4 5 6

TémoinTravaux précoces

Travaux tardifs

Analyse spatiale et fonctionnelle….Survie des semis après exploitation et broyage rémanents

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 30

Analyse spatiale et fonctionnelle….Températures au sol en été après incendieCritères pris en compte

trois classes d’expositions chaudes, neutres et fraîches. la surface et les premiers mm de la couche de cendre les premiers cm de cendre la surface et les petites anfractuosités et craquelures du

sol, la surface du sol au contact de cailloux, la présence ou absence de vent, la présence ou non d'ombre portée.

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 31

Analyse spatiale et fonctionnelle….Température au sol en fonction • du substrat, • de l’exposition • et de la profondeur

Exposition ExpositionC N F C N F

Surf 68 63 55 65 58 43

2-5 mm >70 68 52 55 48 43

5-10 mm 63 58 43 46 /// 31

25 mm 41 37 32 41 34 24

SubstratP

rofo

nd

eu

rCendre Sol

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 32

Analyse spatiale et fonctionnelle….Température au sol en fonction du vent

ExpoVent Sans Avec

Surface 68 462-5 mm 68 455-10 mm 60 4025 mm 44 ///P

rofo

ndeu

rChaude

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 33

Analyse spatiale et fonctionnelle….Température au sol : évolution journalière

Courbe journalière de la température en surface en exposition sud sur cendre

0

20

40

60

809

:30

10

:30

11

:30

12

:30

13

:30

14

:30

15

:30

16

:30

Tem

péra

ture

°C

GIS Incendies de Forêt, Marseille, 4 décembre 2002, exposé 2 34

Analyse spatiale et fonctionnelle….ECHECS DE REGENERATION : 4 causes relevées :

• l'exploitation des parcelles à des époques ou avec des techniques inappropriées,

• les températures extrêmes atteintes à la surface du sol et dans la couche superficielle de cendres,

• l'absence de graines mûres au moment de l'incendie, interdisant la régénération immédiate derrière le feu.

• Le passage de troupeaux sur les jeunes régénérations peut aussi être très destructeur

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