Biologie végétale
Écologie végétale
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Régions biogéographiques en Belgique
Notions biogéographiques
Le territoire de la Belgique se situe sur deux domaines biogéographiques, les domaines atlantique et médio- européen. Le domaine atlantique est traditionnellement limité au Nord du Sillon Sambre-et-Meuse, le domaine médio-européen étant situé au Sud de ce Sillon. La limite fluctue cependant et montre une large zone de transition couvrant la région située à l’ouest et au nord de la Meuse depuis l’Entre-Sambre-et-Meuse jusqu’à la Hesbaye. Les termes de domaines atlantique et médio-européen ont été choisis car ils correspondent aux critères de l’Union Européenne et donc aux rapports sur l’état de conservation des espèces et des habitats pour les différents pays (Natura 2000). Ainsi, des espèces occupant les mêmes milieux tant aux niveaux richesse minérale qu’humidité du sol, peuvent différer entre les deux domaines. Il s’agit d’un exemple typique de vicariance géographique (par exemple la jacinthe, Hyancinthoides non scripta, qui limite donc la distribution des chênaies-charmaies et des hêtraies à jacinthe au « Nord » du Pays, en domaine atlantique).
Dans certains cas, une localisation plus précise par districts biogéographiques a été adoptée (Littoral, Haute Ardenne, Ardenne, Lorraine), lorsque les espèces et les biotopes sont inféodés à ces territoires particuliers.
Globalement en Belgique, les surfaces agricoles couvrent quasi 60% de la superficie totale, les zones boisées environ 20% et les zones urbaines les derniers 20%.
1. Domaine atlantique
A. Zone littorale (district maritime, Basse Belgique)
Cette bande de 65 km court le long de la Mer du Nord et comprend des dunes maritimes, des marais, des vases et prés salés (slikkes et schorres) ainsi que d’anciens prés salés transformés en Polders. Il s’agit majori- tairement de sables du Pléistocène (Quaternaire), déposés par le vent lors des dernières glaciations. Les sols sont de type sableux pour les dunes et argileux dans les Polders. Cette zone ne comprend guère de zones fo- restières, à part des alignements de peupliers et des fourrés d’arbustes liés à ces environnements particuliers.
Les Polders, territoires gagnés sur la mer, sont quadrillés par des drains et canaux qui délimitent les parcelles. Leur altitude est inférieure à 5 m asl. Les sols sont profonds, argileux et fertiles. Les cultures annuelles (blé, betterave, pomme-de-terre et maïs) alternent avec des prairies permanentes.
B. Flandre et Campine (Basse Belgique)
Ces territoires sont couverts par des sables du Tertiaire (dépôts marins). La plaine flamande ne présente aucun relief particulier à part quelques petites collines. Une agriculture intensive a transformé depuis long- temps les paysages du district flandrien. Les sols sont de type sableux ou sablo-limoneux. Pauvres au départ, ils ont été progressivement enrichis et fertilisés. Les prairies permanentes se partagent l’espace agricole avec des champs de maïs et de grandes étendues de serres (légumes ou plantes ornementales).
La Campine, dont l’altitude varie entre 20 et 100 m asl, présente un climat un peu plus continental que les zones précédentes. Cette région a conservé, jusqu’au milieu du XXe siècle des formations végétales issues de pratiques agro-pastorales ancestrales, telles que les landes. Ces sols pauvres campiniens ont souvent été plantés en résineux (surtout en pin sylvestre) ou drainés, fertilisés et convertis en prairies permanentes ou temporaires.
C. Régions limoneuses (hennuyère, brabançonne, hesbigngnne ; Moyenne Belgique)
Le sous-sol varié, comprend des sables acides (du Tertiaire) aflleurant principalement dans la région de Bruxelles et de Mons. Des roches calcaires ou crayeuses se retrouvent au contraire entre Liège et Maas- tricht, dans le bassin de Mons et aux environs de Tournai. L’altitude augmente lentement de l’Ouest vers l’Est (100 à 200 m asl).
Ces régions (3941 km2) se caractérisent par l’importance des couches de limons d’origine éolienne (Quaternaire), les loess. Les plateaux sont donc limoneux et l’érosion expose les couches de sable du Tertiaire sur les pentes, alors que les fonds de vallée sont plutôt argileux et riches en matière organique. Ces sols profonds (la couche de limon loessique peut dépasser les 20 m de hauteur) des plateaux sont particulièrement fertiles et favorables aux cultures annuelles (betterave, chicorée, blé, pomme-de-terre, maïs, mais aussi haricots ou petits pois) ou aux vergers (poires et pommes principalement). Les pentes des vallées sont parfois encore couvertes de forêts ou de plantations de pins. Cependant, l’urbanisation et l’agriculture intensive ne laissent guère de place à des massifs boisés.
2. Domaine médio-européen
Situé au Sud-Est de la Belgique (plus ou moins donc au Sud du Sillon Sambre-et-Meuse), le domaine médio- européen se caractérise par une accentuation progressive des extrêmes thermiques et, en théorie, par une baisse du caractère océanique (Dumé et al. 2018). Le climat y est donc continental : étés plus secs (et plus chauds en Lorraine), hivers plus rudes. Le massif ardennais, de par l’augmentation des altitudes, se distingue en plus par des températures plus basses et une pluviosité plus élevée que les zones à moindre altitude.
A. Région condruzienne (Condroz et Ardenne condruzienne)
Le Condroz (2635 km2, terme issu de « Condruses », une tribu gauloise) qui s’étend sur les régions de Charleroi, Dinant, Ciney et Huy, comprend deux parties : le « Condroz » proprement dit et l’ « Ardenne condruzienne » qui constitue une bande étroite de 10 km de large, séparant le Condroz proprement dit du Sillon Sambre-et-Meuse. Le sous-sol est constitué essentiellement de calcaires, psammites, grès et schistes, recouverts de couches meubles récentes et d’îlots du Crétacé et du Tertiaire. Les roches primaires sont mises à nu sur les versants escarpés. Le plateau ondulé du Condroz occupe la partie centrale du synclinal de Dinant. Celui-ci se subdivise en « Condroz » à l’Est de la Meuse et « Entre-Sambre-et-Meuse » à l’Ouest de la Meuse.
La topographie du Condroz est structurée en une succession de collines et de dépressions. Les collines orientées NE-SW, dont les points culminants (les « tiges ») avoisinent les 250 m asl. La roche y est un grès dur. Les « chavées » sont de vastes dépressions, leur sous-sol se compose de calcaires plus tendres. Le sou- bassement est formé de grès et de psammites sur les crêtes (Famennien, Dévonien supérieur) mis à nu par l’érosion. Les dépressions sont occupées par les calcaires (Dinantien, Carbonifère).
Sur les plateaux et versants, les sols limoneux sont d’épaisseur variable. La charge caillouteuse peut être importante. Les sols argileux sont peu représentés. En Ardenne condruzienne, les roches schisteuses ou gréseuses (d’où l’appellation d’Ardenne) engendrent souvent des sols sableux acides.
Le Condroz proprement dit (qui couvre 75% de la surface de la région condruzienne) constitue une zone essentiellement agricole alors que l’Ardenne condruzienne est majoritairement boisée. Les cultures four- ragères sont majoritaires et exclusivement présentes sur les plateaux. Les prairies (34% de la SAU (surface agricole utile)) se retrouvent sur les versants et dans les fonds de vallées.
B. Fagne et Famenne
Elles se situent d’une part dans la région de Philippeville (la « Fagne » 326 km2) et d’autre part dans celle de Marche-en-Famenne (la « Famenne », de Faemani, nom d’une tribu gauloise, 1708 km2), les deux régions étant séparées par la Meuse. Elles forment une large dépression (max. 100 m asl) limitée au Nord par les hauteurs constituées par les psammites et les grès du Condroz et au Sud, par la bande de collines de la Calestienne. Cette région se situe sur le flanc du synclinal de Dinant et est essentiellement constituée par les schistes du Famennien et du Frasnien (Dévonien supérieur).
L’étage Famennien est presque exclusivement schisteux : les schistes gris jaunâtres sont facilement altérés en argile compacte. On trouve aussi des roches psammitiques dont l’altération donne un sable ou une argile sableuse, tous deux micacés. Le Frasnien renferme des nodules calcareux et des bancs calcaires constituant des témoins de récifs élevés dans la plaine de la Fagne près de Frasnes et de Philippeville.
Les roches schisteuses et schisto-gréseuses génèrent des sols argileux essentiellement compacts, généralement superficiels, mais pouvant être assez profonds, de qualité souvent assez médiocre. Ces sols se dessèchent en été tandis qu’ils sont gorgés d’eau en hiver. Les traces d’hydromorphie et de gleyfication y sont nombreuses.
Les sols sont peu favorables à la culture. Les zones agricoles sont essentiellement occupées par des prairies (68% de la SAU). La superficie boisée est importante et supérieure à 50% de la surface : il s’agit essentiel- lement de taillis-sous-futaie de chênaies-charmaies naturelles (ce terme est expliqué dans la dynamique des végétations).
C. Calestienne
La Calestienne (du terme « pierre calcaire ») est une bande étroite d’environ 10 km et de 130 km de long débutant aux environs d’Aywaille, s’étendant vers l’Ouest en passant par Chimay, qui se prolonge en France dans la pointe de Givet.
Au Dévonien (Primaire), le bassin de Dinant dont fait partie cette région était recouvert par la mer. Les sédiments marins ont évolué pour donner trois niveaux géologiques distincts. Le plus ancien est représenté par le Couvinien et est constitué de schistes calcarifères ; le second est le Givétien (tous deux du Dévonien moyen) constitué d’une épaisse couche de calcaire et le troisième est le Frasnien (Dévonien supérieur), formé d’un mélange de schistes et de calcaire. Au Quaternaire, l’érosion a creusé les zones schisteuses en dépressions, alors que les zones calcaires, dégagées, ont formé les collines (appelées « tiennes »). Ces tiennes calcaires ont été érodées par les rivières qui les traversent. De nombreux phénomènes karstiques sont présents. Les plus célèbres grottes sont celles de Han-sur-Lesse et de Rochefort, mais grottes, fondris, trous et chantoirs se comptent par dizaines.
Certains sites de la Calestienne, aux sols trop peu profonds pour les cultures, mais bien exposés au Sud, ont servi pendant des siècles comme lieux de pâturage. Les pelouses sèches calcicoles y étaient entretenues. Ces pratiques agropastorales extensives ont ainsi permis à une flore et une faune typiques, riches en espèces plus méridionales et calcicoles, de s’y développer. C’est une végétation rare (habitat prioritaire N2000) dans nos contrées car ces espèces ont des exigences souvent plus thermophiles. La perméabilité de la roche calcaire et l’exposition Sud confèrent à ces plateaux un micro-climat chaud exceptionnel sous nos latitudes.
Le paysage est assez mosaïqué car il comporte forêts (calcicoles), pelouses et friches (calcicoles), prairies et quelques cultures (céréales, colza).
D. Ardenne
Le terme Ardenne (l’ « Ardenne » belge… contrairement « aux » Ardennes françaises !) vient d’Arduenna, nom celtique pour désigner la forêt. Le massif ardennais, situé au Sud de la Calestienne, occupe le Sud de la Belgique jusqu’à la Lorraine (3479 km2). Ce massif datant du Primaire a été fortement érodé au cours du temps, les sommets s’étant transformés en plateaux. Les plus hauts plateaux sont par ordre décroissant le plateau des Hautes Fagnes, dont le point culminant est le signal de Botrange (695 m d’altitude), le plateau des Tailles (Baraque de Fraiture, 651 m d’altitude), le plateau de Saint-Hubert (580 m d’altitude) et le plateau de Rocroi comprenant la Croix Scaille (503 m d’altitude). Ils sont disposés d’Est en Ouest. Le climat est plus rude que dans les autres régions de Belgique : les hivers y sont rigoureux et précoces et les printemps tardifs. La pluviosité est plus abondante (plus de 1200 mm/an). Les brouillards et les enneigements y sont plus fréquents. Le socle ardennais est constitué de roches provenant du Dévonien inférieur et du Siluro-Cambrien. Les roches sont acides et de deux natures différentes : les roches à base d’argile (schistes et phyllades) et celles à base de silice (grès et quartzites). Des roches intermédiaires se rencontrent également, les psammites.
Cette région est occupée à plus de 50% par des forêts et boisements. La forêt naturelle était majoritaire- ment constituée de hêtraie acidiphile (à luzule). Ce caractère assez monotone est encore interrompu par des tourbières et des landes.
Les pratiques sylvo-agro-pastorales ancestrales ont fait régresser les hêtraies originelles. A celles-ci se sont substituées des taillis sous futaies, puis des taillis à base de chênes et de bouleaux. Ces taillis à leur tour ont aussi été fortement dégradés par leur surexploitation, ce qui a conduit à un recouvrement majoritaire de landes (biotopes semi-naturels dominés par les chaméphytes) entretenues par pâturage. Le caractère « ruiné » du massif ardennais a poussé les forestiers au XIX siècle à introduire massivement des peuplements artificiels de résineux composés pour la majorité de plantations monospécifiques d’épicea, Picea abies puis de douglas, Pseudotsuga menziesii.
En zones agricoles, les prairies sont majoritaires (84% de la SAU) et accompagnées de quelques cultures principalement de céréales.
Plusieurs auteurs y délimitent une zone particulière, le Pays de Herve ou Région herbagère (1878 km2), au Nord Est (région liégeoise) caractérisée par la prédominance des prairies permanentes (86% de la SAU), entrecoupées de quelques cultures et vergers.
D. Lorraine
Au sud du massif ardennais, la région de Lorraine ou Région jurassique a une altitude moindre, de 250 à 400 m asl (1032 km2). Elle se prolonge au Grand-Duché de Luxembourg par le Gutland et en France par la Lorraine française. Ce territoire comprend des affleurements des roches du Triassique, du Jurassique et du Crétacique inférieur. Les couches du Jurassique (Secondaire, Jurassique inférieur et Lias) forment trois cuestas du Nord au Sud : Sinémurienne, Charmoutienne et Bajocienne. Ces cuestas culminent entre 320 et 400 m asl. Les températures sont plus douces qu’en Ardenne et les précipitations moindres.
Les sols sont très diversifiés, depuis des sols sableux secs jusqu’aux sols argileux humides. Les marnes (argiles calcaires) et les sables calcaires sont souvent dominants. Les villages se retrouvent principalement dans les vallées, et sont entourés de cultures et de prairies, alors que les forêts coiffent les cuestas. Les prairies permanentes restent dominantes mais les cultures de céréales et de maïs sont bien plus nombreuses qu’en Ardenne.
3. Types de sols et d’eaux : acidité et trophie
Nous avons classé les types de sols en grandes catégories selon leur acidité et leur trophie. Ainsi des sols acides sont oligotrophes (et se réfèrent aux humus de type mor) alors que les sols neutres sont à pH neutre à basique (6-7) et souvent riches en bases (humus de type mull). La notion de sols riches en bases se réfère plus particulièrement aux sols « eutrophes » particulièrement chargés en nitrates et phosphates. Le vocable de sols calcarifères est utilisé exclusivement pour les sols saturés en calcium (à pH basique également, humus de type mull carbonaté).
Nous avons regroupé les milieux à contraintes hydriques en fonction du fait que les eaux sont stagnantes (banquettes alluviales, tourbes) ou courantes (sources, ruisseaux, rivières, fleuves). Le second critère concerne la richesse en éléments nutritifs des eaux, en particulier en composés azotés : depuis les eaux oligotrophes ou acides (peu d’éléments nutritifs, pH acide) jusqu’aux eaux eutrophes (fortement chargées en nitrates et/ou phosphates particulièrement, pH neutre à basique).
4. Influences de la dynamique des végétations et pratiques sylvo- pastorales
Dans le contexte des forêts européennes et méditerranéennes, les relations entre l’homme et la forêt couvrent plusieurs millénaires, avec bien souvent une surexploitation qui a été le point de départ de séries régressives.
Le climat belge est favorable pour le biome « forêt décidue tempérée » à part quelques exceptions (rochers, dunes, tourbières). Les actions de l’homme au cours du temps ont eu des impacts majeurs sur les écosystèmes forestiers. Au-delà des déboisements liés aux besoins de l’agriculture, puis de la surexploitation pour les besoins de l’industrie métallurgique, les interventions actuelles de gestion forestière telles que éclaircies, coupes à blanc ou plantations, entrainent des perturbations modifiant les conditions abiotiques de l’écosystème et les biocénoses. La grande majorité des zones forestières belges se trouvent donc dans différents stades de régression par rapport à une forêt « climacique », à l’équilibre avec les conditions abiotiques du lieu (climat, sol, eau).
Depuis le Néolithique, les forêts ont été soumises à l’agriculture itinérante (sur brûlis) et au parcours des troupeaux. Des débuts de rationalisation de l’utilisation de la forêt sont apparus à l’époque gallo-romaine. Par la suite, s’est progressivement installée la notion de forêts usagères. Par opposition aux forêts ”réservées”, les forêts usagères ou bois (du germanique bosc) ont été concédées aux communautés rurales pour leurs besoins domestiques ; elles sont exploitées en taillis pour le chauffage et, avec les besoins croissants à des révolutions de plus en plus courtes. Peu à peu, se sont introduits de nouveaux usages plus ou moins destructifs mais commandés par la nécessité de nourrir la population et de maintenir la fertilité des champs… avant l’avènement des engrais.
L’« essartage » désigne, au sens strict, l’enlèvement des essarts, c’est-à-dire des broussailles dans le bois (Hoyois, 1981) et a débuté dès le premier siècle de notre ère et s’est poursuivi jusqu’au XIX siècle. Un très grand nombre de noms de villages révèlent l’extension de cette pratique dans nos régions (Vieux Sart, Petit Sart, Sart Tilman, ….). A des intervalles de 20 à 30 ans, certains cantons forestiers étaient rasés pour l’approvisionnement en bois de chauffage. Ensuite les brindilles et herbes sèches étaient brûlées sur place. Après un an, rarement 2 ou 3, de culture de seigle, avoine ou sarrasin, le terrain est abandonné.
L’« étrépage » désigne l’acte par lequel on enlève la végétation en prélevant aussi l’humus et une partie des organes souterrains des végétaux. Il est surtout pratiqué sur les sols paratourbeux.
De plus, la forêt était parcourue par des troupeaux (« forestage »). Ceux-ci paissaient dans les bois sous la surveillance d’un gardien ; les porcs étaient conduits en forêt (« panage ») pour se nourrir de glands ou de faines. Les bovins se nourrissaient de la strate herbacée.
Cependant, la cause principale des dégradations des massifs forestiers réside dans la surexploitation com- mandée par la nécessité d’approvisionner l’industrie.La sidérurgie, en Ardenne, en Lorraine et dans l’Entre- Sambre-et-Meuse, prit de l’extension en particulier au XVII et XVIIIe siècles. Jusqu’à 75% de la surface forestière a été exploitée pour produire du charbon de bois.
De plus, la verrerie et la tannerie utilisaient des produits forestiers (soude issue de la combustion ou tans extraits des écorses de chênes) et étaient répandues, particulièrement en Ardenne. D’une manière générale, on peut dire que la surexploitation des forêts a abouti à une évolution régressive amenant, dans les cas les moins graves, l’installation de groupements de substitution du Quercion robori-petraeae et du Carpinion betuli, c’est-à-dire des taillis de chênes et de charmes, voir de bouleaux mêlés de chênes. L’abus des droits d’usage a aussi amené une régression plus grave, avec des peuplements de plus en plus clairièrés.
De très nombreuses chênaies-charmaies sont donc des substitutions de la hêtraie (le hêtre rejettant peu ou pas de souche sous nos latitudes) ; le caractère de substitution se manifeste par exemple par une régénération possible du hêtre, contrairement aux chênaies-charmaies « naturelles ». La dernière étape est atteinte lorsque la régénération des essences forestières n’est plus possible à la suite des parcours excessifs, des fauchages répétés et des feux pastoraux. La forêt est remplacée, en de nombreux endroits, par des landes et des pelouses sur les sols relativement secs et par des prairies et des mégaphorbiaies sur les substrats humides.
Le paysage végétal se modifie ensuite lorsque l’action humaine cesse de se manifester. Dans les régions tempérées, une lande ou une pelouse se boise spontanément lorsqu’elle n’est plus parcourue par les troupeaux. Nous savons que la forêt qui apparaît sur ces surfaces est souvent différente de celle que l’homme a détruite et qui a été remplacée par un groupement de petits buissons ou par des herbages. En particulier, les géophytes se réinstallent très lentement car leurs facultés de dispersion sont faibles. Il faut au moins 30 ans pour voir réapparaître la mercuriale Mercurialis perennis, le gouet Arum maculatum et plus de 80 ans pour l’anémone Anemone nemorosa, le sceau de Salomon Polygonatum multiflorum, la joncquille Narcissus pseudonarcissus ou encore Hyacinthoides non-scripta. Certains auteurs ont ainsi introduit la notion d’espèces de forêts anciennes (Hermy, 1992).
Les techniques du XXe siècle en matière d’assainissement des sols ont permis notamment de modifier la succession normale des hydrosères. Ainsi par exemple, le drainage des aulnaies permettant la plantation de peupliers, de frênes ou de chênes, a induit un enrichissement en espèces nitrophiles à méso-neutrophiles pour donner des groupements qui ressemblent à ceux de l’ Alno-Padion.
De plus l’expansion rapide d’espèces exotiques envahissantes (le cerisier tardif Prunus serotina ou la balsamine à petites fleurs Impatiens parviflora en forêt, la renouée Reynoutria japonica et la balsamine de l’Himalaya Impatiens glandulifera le long des berges ….) modifie les formations actuelles.