Ecologie végétale 8

Etude quantitative des formations et des associations végétales

RAPPEL DE QUELQUES DEFINITIONS

Biocénose : L'ensemble des plantes, animaux, occupant une parcelle de notre planète, qu'ils soient herbivores, carnivores, parasites, saprophytes, symbiotiques ou autres.

Biomasse : représentation quantitative des organismes présents à un moment donné dans une biocénose, sur une surface donnée. S'exprime soit en unité de poids, soit en nombre d'individus, soit en calories. On peut aussi calculer la biomasse d'une espèce particulière, d'une strate de végétation, d'une phytocénose, d'une biocénose entière.

Exemple : on considère qu'une futaie de hêtres et chênes de haute Belgique possède une biomasse variant entre 250 et 300 tonnes de matière sèche/Ha, la biomasse des populations animales n'est pas comptée dans ce total

La production d'une biocénose ( ou d'une partie de celle-çi ) : la biomasse formée pendant un temps donné ; par ex : I an, I jour.

La production primaire nette du tapis végétal : c'est la quantité de matière organique élaborée en un temps donné ( par la photosynthèse ) moins la quantité de matière organique détruite pendant le même temps (respiration). C'est donc la quantité de matière produite et fixée par le tapis végétal pendant la période considérée. La production primaire nette varie selon les formations végétales. Finalement, cette production, correspond à une vitesse, c'est la raison pour laquelle on ultilise régulièrement le terme "productivité primaire" dans le contexte qui suit :

La productivité primaire traduit la vitesse à laquelle se forme par unité de temps, une quantité donnée de matière organique à partir de matière minérale et d'un apport d'énergie. C'est un flux exprimé en masse de carbone assimilé par unité de temps. Cette production de matière organique s'effectue principalement grâce à la photosynthèse (la chimiosynthèse étant beaucoup moins répandue).

Dans un écosystème, la productivité primaire est réalisée par les producteurs primaires également appelés autotrophes. Il s'agit du premier maillon d'une chaine alimentaire dans un réseau trophique. Les producteurs primaires sont principalement des plantes dans les écosystèmes terrestres et des algues dans les écosystèmes aquatiques.

On appelle alors " production primaire" l'énergie qui est accumulée par la productivité primaire. On peut distinguer deux sous-ensembles de production primaire : la Production Primaire Brute et la Production Primaire Nette.

D'après Duvigneaud, cette production primaire nette est de :

- 400 kg de matière sèche /an/Ha dans un demi-désert ( U.S.A )

- 7600 à 13.500 kg de matière sèche /an/Ha dans une hêtraie d'Europe centrale.

Actuellement, la plupart des auteurs définissent la productivité de la biomasse comme la quantité de biomasse produite par unité de surface pendant une unité de temps, ce qui équivaut à la production primaire nette annuelle. 
La productivité est en réalité définie comme le rapport entre la production pendant un temps donné et la biomasse présente dans le milieu. Les végétaux produisent une certaine quantité de matière organique par unité de temps, sous l’effet de la photosynthèse. Cette quantité produite est dénommée production brute.

Document duvignaud : hal-00882082.pdf hal-00882082.pdf 

Détermination de la biomasse

Elle est difficile, voiçi à titre documentaire l'exemple donné jadis par I. DUVIGNEAUD et DENAYER DESMET sur un sol forestier acide des environs de Bruxelles pour I Ha

- Début de 1 Chêne, 1 Hêtre, 1 Bouleau , en été. 

- Pesée de tous les organes frais sur le terrain.

- Séchages à 105 °C , jusqu'à poids constant → évaluation des poucentages de matière sèche.

- Prélèvement de parties aliquotes puis extrapolations.

- Comptage du nombre d'abres à partir de 3 parcelles témoins

- Mesurages des diamètres, hauteurs, volumes des arbres des 3 parcelles.

- idem pour strates arbustives et herbacées.

- Echantillons radiculaires,

→ Extrapolations : Total : 75 T par hectare.

+ 74 T pour la strate ligneuse

+ 1 T pour la strate herbacée, y compris les organes souterrains.

Autres exemples de Phytocoenoses forestières

 

Strate arborescente Strate arbustive Strate herbacée Organe souterrains Total

 Chênaie à Bouleaux

( Moyenne Belgique )

74   1   75

Chênaie-taillis de Noisetiers

( Famenne )

294 30 4,6 52 380

Chênaie-taillis Charmes et Noisetier 

( Mavreille ) 

280,5 31 0,5 50 362

Chênaie mélangée calcicole

(Entre Sambre et Meuse)

112,2 2,5 5,8 35 156

Hêtraie

( Plateau des Tailles )

330,5   10   340,5
Type Phytocénose en T/Ha en T/Ha en T/Ha en T/Ha en T/Ha

 

Evaluation de la production primaire nette

S'il s'agit d'une forêt, l'opération est difficile et délicate :

Str. Arborescente et arbustive →évaluation du bois et de l'écorce formés par an + poids des feuilles à l'automne + accroisement annuel des organes souterrains ( évalué ).

Str. Herbacée : on se limite à la biomasse des parties aériennes, sauf pour les plantes dont les tiges et les feuilles persistent d'un an à l'autre : il faut alors peser les pousses.

La production annuelle nette de deux types forestiers de Belgique, exprimée en tonnes par hectare, présente les valeurs suivantes :  

   Biomasse totale  Production

 Chênaie avec un taillis de Noisetier

( Famenne )

 380 T/Ha  11,6 T/Ha/an

 Chênaie mélangée calcicole

( Entre Sambre et Meuse ) 

 156 T/Ha  14,4 T/Ha/an

 

Ci-après un tableau qui donne l'ordre de grandeur de la biomasse et de la productivité primaire de quelques formations de l'hémisphère boréal.

                  Biomasse totale T/Ha Production  totale T/Ha/an
Toundra arctique 5 1
Taïga russe d'Epiceas  260 7
Tourbière bombée à Sphaignes 37 3,4
Hêtraie de l'Europe centrale 370 13
Steppe 25,0 11,2
semi-désert 4,3 1,2

 

Remarques

1) Le rapport entre la biomasse totale et la production annuelle varie considérablement d'une formation à l'autre . Il n'y a pas de rapport entre les deux grandeurs.

Exemple :

- En forêt d'Europe Centrale : la production est faible par rapport à la biomasse, car celle-ci ne dépend pas beaucoup du poids des organes aériens apparus dans l'année.

2) La productivité varie selon l'âge des peuplements forestiers. Il a été prouvé que la production passe par un maximum lorsque le peuplement passe par un âge optimal, puisque cette production diminue ensuite lentement.

 

 

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Date de dernière mise à jour : 10/10/2015