La vie en marge des glaciers : une diversité étonnante et croissante

Le constat est clair : en lien direct avec le réchauffement, les glaciers reculent à vitesse accélérée. Mais qu’en est-il des plantes qui font suite à la glace, et qui transforment petit à petit nos paysages alpins ? Les premiers résultats des relevés de terrain faits l’été passé par le CREA Mont-Blanc dans le cadre du projet CLIMB+, en collaboration avec le Conservatoire Botanique National Alpin (CBNA) et le Parc National des Ecrins (PNE), révèlent une diversité végétale impressionnante qui s’installe en moins de 10 ans suite à la fonte des glaces.

Renoncule des glaciers (Ranunculus glacialis), installée depuis les années 1990 devant le glacier du Tour. – Anaïs Zimmer (doctorante Univ. de Texas Austin)

En juillet 2019, une équipe composée de deux botanistes du CBNA, deux ingénieurs du PNE, une doctorante de l’Université de Texas et Brad Carlson du CREA Mont-Blanc s’est rendue sur le terrain pour étudier la dynamique de la végétation dans un habitat particulier : les “marges proglaciaires”, définies comme les zones directement en aval des glaciers (Figure 1). A l’intérieur des marges proglaciaires se trouve ce qu’on appelle une chronoséquence : des extensions variables du glacier au cours du temps, qui ces dernières années libèrent progressivement de l’espace et des nouveaux habitats potentiels pour les plantes. Une bande de la chronoséquence est la zone entre deux dates connues de l’extension du glacier, par exemple la bande 1985-2003. Enfin, on parlera de colonisation (Figure 1), qui ici n’est pas une référence aux Colons de Catane mais plutôt un processus en écologie, dans lequel les plantes s’installent dans des nouveaux milieux (soit plus haut en altitude, soit dans ce cas dans des terrains laissés libre par le retrait glaciaire). 

Figure 1. Schéma des processus étudiés dans notre travail en cours sur les marges proglaciaires. Nous étudions les vitesses de colonisation végétale le long des zones libérées par la fonte des glaciers, et ceci à deux endroits dans le massif du Mont-Blanc : le glacier du Tour et le glacier des Pèlerins.

 

Les questions scientifiques que nous abordons sont multiples : i) tout d’abord quelle est la diversité végétale dans ces milieux et comment varie-t-elle le long de ces chronoséquences de recul glaciaire, ii) à quelle vitesse évolue la végétation dans ces habitats, et iii) quels sont les freins les plus importants à la colonisation  (le temps écoulé depuis le retrait des glaces, le climat, la neige, le contexte topographique, le sol…) ? Dans ce premier article de blog, nous aborderons surtout les deux premières questions.

Pour tester nos hypothèses dans le massif du Mont-Blanc, nous avons choisi les glaciers du Tour et des Pèlerins, afin d’avoir des sites contrastés (respectivement un grand glacier et un petit glacier issu d’un cirque relativement peu étendu), accessibles et fréquentables du point de vue de la sécurité. Nous avons élaboré un protocole en lien avec le PNE et le CBNA, qui de leur côté ont assuré le même suivi en 2019 au glacier de Gébroulaz dans la Vanoise et au glacier Blanc dans les Ecrins. Pour faire ce travail, nous avons bénéficié de l’appui des glaciologues à l’Institut des Géosciences de l’Environnement à Grenoble, qui nous ont fourni des cartes de l’extension des glaciers à différentes dates depuis le Petit Âge Glaciaire (PAG), une période froide et humide qui a duré jusqu’à la fin du 19ème siècle, avec un dernier maximum glaciaire qui correspond grosso modo à 1850.

Voici le topo pour le terrain effectué : générer des points aléatoires au sein de la chronoséquence (à faire au chaud devant l’ordinateur), se rendre à une quinzaine de ces points sur le terrain pour chaque bande de la chronoséquence (PAG-1985,  1985-2003, 2003-2009, 2009-2018), réaliser des relevés botaniques dans un carré de 2×2 m en notant toutes les plantes vasculaires présentes ainsi que leur recouvrement (%) et leur hauteur végétative, et décrire le substrat et le contexte topographique. Ensuite il fallait se déplacer dans des chaos de blocs avec un quadrat en aluminium de 2×2 m, ce qui fait un bon exercice de “terrain varié”, avec en plus l’enjeu supplémentaire de ne pas se faire prendre par l’orage avec un tel paratonnerre entre les mains. Heureusement qu’on a pu bénéficier de l’abri et de l’accueil des refuges à proximité, ceux du Plan de l’Aiguille et Albert 1er

Figure 2. Photos des marges proglaciaires du Tour et des Pèlerins, ainsi que le travail de relevés botaniques.

Une aventure incertaine

Les photos aériennes ne détectent de la végétation qu’à partir des zones déglacées avant 2003, donc nous n’étions pas sûrs de croiser des plantes dans les zones déglacées plus récemment.

Nous étions ravis de trouver régulièrement des plantes jusqu’au front même des glaciers, avec souvent entre 5 et 10 espèces de plantes présentes dans les carrés de 2×2 m, y compris dans la bande la plus récente (2009-2018). Dans celle-ci, la présence de la végétation indique que les plantes pionnières sont capables de s’installer en moins de 10 ans dans ces milieux, qu’il faut préciser hostiles à la vie avec une absence de sol et de matière organique, un substrat qui varie entre la roche mère lisse et des blocs de granite de la taille de la benne de l’Aiguille du Midi, un enneigement long, des températures froides avec des événements de gel même en été, des radiations UV très fortes, et enfin bien souvent de la pente et des processus d’érosion très actifs. Autant dire que ces petites plantes sont vaillantes et efficaces ! Il s’avère donc que ces milieux extrêmement minéraux abritent une diversité végétale non-négligeable, qui en plus est en phase d’expansion rapide. 

Si on parle uniquement de la diversité floristique ici, d’autres questions scientifiques portent sur la variabilité de la diversité des micro-organismes dans le sol ou des insectes, ou encore la biodiversité en milieu aquatique dans les torrents ou lacs issus des glaciers. Bien que des travaux récents existent sur l’émergence de ces nouveaux écosystèmes (Gobbi et al. 2017, Cauvy & Dangles 2019),  nos connaissances sur les liens entre le sol, les micro-organismes et les plantes dans ce contexte (qui arrive en premier ?), sont pour l’heure très limitées.   

Retournons dans notre massif : dans les bandes les plus anciennes du Tour et des Pèlerins (1985-2003 et 2003-2009), nous avons trouvé légèrement plus d’espèces de plantes mais surtout des taux de recouvrement par la végétation (la proportion de sol recouverte par la végétation et non plus par des cailloux) et des hauteurs de plantes plus importants. Ces résultats, qui sont en accord avec des travaux faits par ailleurs en Autriche (Fischer et al. 2019) et dans les Andes (Zimmer et al. 2018), indiquent que la diversité arrive très rapidement en l’espace de quelques années, mais par contre que la densification et la croissance des plantes est une histoire qui se déroule plus lentement, et bien souvent à l’échelle de plusieurs décennies.  

Figure 3. Dynamique de la végétation pour les deux glaciers en fonction du temps disponible (depuis la disparition locale du glacier). L’évolution de la surface occupée par les plantes (recouvrement), la hauteur moyenne des plantes et le nombre d’espèces présentes sont montrés sur l’axe vertical. Le nombre d’années, sur l’axe horizontal, correspond à la valeur médiane de chaque bande (par exemple, 5 ans pour la bande 2009-2018). Les barres correspondent à l’intervalle de confiance de 95% autour de la moyenne, qui est représentée par les points. Les intervalles de confiance pour la hauteur végétative ne sont pas affichées par souci de clarté. 

Une dynamique contrastée entre le Tour et les Pèlerins

Il faut le dire tout de suite : le temps n’explique pas tout ! Tous nos résultats (Figures 3-5) montrent que le taux de recouvrement est bien plus important au glacier des Pèlerins par rapport au Tour, et ceci avec exactement le même temps à disposition pour la colonisation. Si le temps depuis la déglaciation était le facteur explicatif principal, nous nous attendrions à observer une tendance similaire dans les deux glaciers. Une première explication peut être le climat en lien avec l’altitude, qui est plus élevée au Tour et donc plus contraignant pour les plantes : l’altitude médiane des relevés au Tour est de 2500 m et de 2250 m aux Pèlerins, d’où peut être une colonisation plus rapide. Sur le plan géomorphologique, les deux sites sont très rudes, avec des substrats en apparence très pauvres et en mouvement permanent, donc difficile de dire si ce facteur influence différemment la vitesse de la colonisation dans les deux sites. Il s’agit donc d’une recherche en cours pour mieux comprendre et pouvoir expliquer les dynamiques contrastées que nous avons observées dans le cas de ces deux glaciers. 

En plus d’un recouvrement végétal qui est plus important aux Pèlerins, les espèces en jeu ne sont pas toujours les mêmes, bien qu’il y ait des similitudes. Dans les bandes récentes des deux sites, nous trouvons plusieurs espèces en commun, indicatrices des milieux alpins et rocailleux : des saxifrages (“briseurs de roche” en Latin), des plantes en coussin comme le silène acaule, la marguerite des Alpes, des graminées omniprésentes (comme le pâturin des Alpes), ou d’autres petites fleurs discrètes comme la céraiste à longs pédoncules. Aux Pèlerins, nous avons trouvé des petits arbres (des mélèzes) qui se sont installés depuis 2003 en tant qu’espèce pionnière, et même un micro-bouleau pubescent dans la bande 2009-2018 ! Dans les deux sites, nous avons trouvé des arbustes (saules, airelles) dans les bandes récentes, parfois même installés dans les 10 dernières années. 

Ces résultats s’avèrent fort intéressants, car la plupart des articles scientifiques décrivent des processus de colonisation nécessitant plusieurs décennies avant que les arbres et les arbustes puissent s’installer. Nos données suggèrent des processus de colonisation plus chaotiques et opportunistes, avec des dynamiques structurées par les espèces déjà présentes dans le secteur, plus qu’une succession linéaire de toujours les mêmes espèces qui s’installent au fil des années.  

Enfin, mieux comprendre l’élan de la végétation suite au recul des glaciers, à la fois dans le massif du Mont-Blanc mais aussi à l’échelle des Alpes, paraît indispensable pour anticiper à quoi ressembleront les paysages alpins de demain… et même si les glaciers sont beaux et vont nous manquer, la verdure et la pierre feront également des magnifiques éléments de paysage !

Figure 4. Carte des relevés botaniques réalisés le long de la chronoséquence du glacier du Tour, avec des exemples des communautés végétales et d’espèces rencontrées.
Figure 5. Carte des relevés botaniques fait le long de la chronoséquence du glacier des Pèlerins, avec des exemples des communautés végétales et d’espèces rencontrées.

Partenaires et financeurs

Etude menée dans le cadre du projet CLIMB+, en partenariat avec le Conservatoire Botanique National Alpin (CBNA) et le Parc national des Ecrins (PNE), avec le soutien de nos financeurs :

Références

  • Cauvy-Fraunié, S., & Dangles, O. (2019). A global synthesis of biodiversity responses to glacier retreat. Nature Ecology & Evolution, 3(12), 1675-1685.
  • Fischer, A., Fickert, T., Schwaizer, G., Patzelt, G., & Groß, G. (2019). Vegetation dynamics in Alpine glacier forelands tackled from space. Scientific Reports, 9(1), 1-13.
  • Gobbi, M., Ballarin, F., Brambilla, M., Compostella, C., Isaia, M., Losapio, G. & Caccianiga, M. (2017). Life in harsh environments: carabid and spider trait types and functional diversity on a debris‐covered glacier and along its foreland. Ecological Entomology, 42(6), 838-848.
  • Zimmer, A., Meneses, R. I., Rabatel, A., Soruco, A., Dangles, O., & Anthelme, F. (2018). Time lag between glacial retreat and upward migration alters tropical alpine communities. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 30, 89-102.

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