Ce Document Est Le Fruit D'un Long Travail Approuvé Par Le Jury De Soutenance Et Mis À Disposition De L'ensemble De La Communauté Universitaire Élargie
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AVERTISSEMENT Ce document est le fruit d'un long travail approuvé par le jury de soutenance et mis à disposition de l'ensemble de la communauté universitaire élargie. Il est soumis à la propriété intellectuelle de l'auteur. Ceci implique une obligation de citation et de référencement lors de l’utilisation de ce document. D'autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction illicite encourt une poursuite pénale. Contact : [email protected] LIENS Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 122. 4 Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 335.2- L 335.10 http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm TJM\ÆRSITEDE METZ Centre de RecherchesEcologiques IJFR SCiFA LABORATOIREDE PI{YTOECOLOGIE THESE présentéeà I'UniversitédeMETZ enrnre de I'obtentiondu gradede DOCTEUR DE L'UNTVERSITEDE M.ETZ MENTION: SCIENCESDE LA VIE SPECIALITE: PIIYTOECOLOGIE par FrédériqueGREVILLIOT Titre LES ECOSYSTEMESPRAIRIAUX DE LA PLAINE ALLUVIALE DE LA MEUSE LORRAINE: PHYTOSOCIOLOGTE,DYNAMIQUE ET FONCTIONNEMENT, EN RELATION AVEC LES GRADIENTS HYDRIQTIESET LES MODIFICATIONS DES PRATIQUES AGRICOLES (Tome I: Texte) REMERCIEMENTS Le documentque voustenez dans vos mainsn'aurait pu existersans le soutienet I'aidede nombreuses personnesque je tieru à remercier: M. SergeMULLER qui m'a initiee à la phytosociologieet à l'écologievégétale, puis encadreeet soutenueavec compréhension tout au long de cescinq anneesd'étude sur la valleede la Meuse. M. RolandCARBIENER, Professeur honoraire à I'Universitéde Strasbourg,qui m'a fait lhonneur d'accepterde présiderle jury dethèse. MessieursAlain LACOSTE, Professeurà I'Universitéde Paris XI, Guy PAUTOU, professeurà I'UniversitéJ. Fourier de Grenobleet Sylvain PLANTLREIIX, Maître de Conferencesà I'ENSAIA de Nancy, qui ont accepted'être les rapporteursde cettethèse, ainsi que MessieursJean LAMBERT, Directeurdu Laboratoired'Ecologie des prairies de Michamps(B) et Jean-ClaudeMORETEAU, Professeur à I'Université de Metz, qui ont bienvoulu la juger. I!flrle Jeanine CORBONNOIS, Maître de Conferencesau Centre d'Etude Geographiquesde I'Universitede Metz, qui m'a permisd'appréhender le fonctionnementgéomorphologique et hydrologiquedu lit majeurde la Meuse. M. PhilippeUSSEGLIO, Maître de Conferencesà I'Universiæ de Metz,qui m'a aideeen statistique. M' JoëlBROYER, qui m'a guidéedans la valleede la Saôneet fourni les donneesphénologiques s'y rapportant. M. Alain SALVI, directeuradjoint du Conservatoiredes Sites Lorrains., ayec qui la collaborationa toujourséte très agrâble. Le personneldu Laboratoired'Ecologie des Prairies dirigé par M. LAMBERT et tout particulièrement MessieursTOUSSAINT, COLLIGNON et LEONARD, qui m'ont accueillieet aidee avec beaucoupde gentillesselors de la realisationdes analyses de sol et de fourrageset m'ontdispensé de nombreuxconseils. [æ Conservatoiredes SitesLorrains et M. LEPLAT, agriculæurdans la Meuse,qui m'ont permis de travaillersur lesparcelles ACNAT acheteespar le C.S.L.et dece fait grandementfacilité la tâche. Tous les agriculteursde la vallee de la Meuseque j'ai rencontreset qui ont reponduavec bienveillance à toutesmes questions. L'equipedu Laboratoirede Phytoecologiedu C.R.E.U.M.,sans qui le travail aurait manquéd,entrain et de bonnehumeur, et tout particulièrementLaurence KREBS qui m'a permisde mieux supporûerles longues joumees de terrain par tous les tempset a participéactivement à la conectionde la thèse,ainsi que David PETITDIDIER et GaelleGRANDET pour les vérificationsde dernièreminute. Jean-Françoispour sonaide sur le terrainet sonsoutien de tous lesjours. Ma famille et tout particulièrementmes parents, qui m'ont soutenuemoralement et encourageedans cettevoie. Ce travail n'aurait par ailleurs pu être rëalisé sans l'aide Jinoncière de plusieurs organismes, la Fondation d'entreprise UMAGMIN, le Ministère de l'Environnement (Comité E.G.P.N.), lAgence de I,Eau Rhin-Meuse, la Région Lorraine et le Conseruatoire des SitesLorrains. Qu'ils soient vivement remerciés de leur soutien et de leur confiance. SOMMAIRE INTRODUCTION PREMIEREPARTIE: PRESENTATION DU CONTEXTEDE L'ETUDE 1. DONNEES GENERALES SUR L'EVOLUTION DE I'AGRICULTURE ET DE LA CONSERVATION DE LA NATURE p4 I.I. LEVOLUTION DE L'AGRTCULTUREET DESPAYSAGES EN FRA}ICE p4 I.2.LA CONSERVATIONDES MILIEIIX NATURELSEN DEHORSDES AIRES PROTEGEES: MOYENS JTJRIDIQUES p7 1.2.1.Les méthodescoercitives p7 1.2.2.Les méthodesincitatives p7 1.2.3.L'article 19 p8 2. PRESENTATION DE LA VALLEE DE LA MEUSE pl0 2.1.LES CARACTERESPI{YSTQUES p10 2.1.L.Le Climat pl0 2.1.2.La rivière pl0 2.2.L'OCCUPATION DES SOLS p14 2.2.1,L'évolution démographique p14 2.2.2.Les activitéshumaines p14 2.3.LES RICI{ESSESBTOLOGTQUES p15 2.3.1.L'avifaune pls 2.3.2.La llore et la végétation p17 2.4. L'AGRTCULTUREDANS LA VALLEE DE LA MEUSE p19 2.4.1.Les pratiquesagricoles passées p19 2.4.2.L'exploitation actuelle p20 2.4.2.1.Sur l'ensemblede la valléealluviale p20 2.4.2.2.Dans les zonesde Mouzoyet Luzy-St-Martin p22 2.5. LES MOYENS DE PRESERVATIONDE LE}.I\4RONNEMENTMIS EN OEU\IRE DA}IS LA VALLEE DE LA MEUSE p26 2.5.1. L'article 19 au niveau de la vallée de la Meuse p26 2.5.1.1. Historique de sa mise en place p26 2.5.1.2. Résultats de la contractualisation mt niveau de la plaine alluviale de lo Meuse p28 2.5.1.3. Bilan des controctualisations cu niveau des zonesde Mouzay et Lu4t-St-Martin p Zg 2.5.1.4. Résultats de l'enquête réalisée auprès des agrianlteurs de la zone de Mouzay et Luzy-St-Martin p29 2.5.2.L'Action Communautairepour la NATure (ACNAT) p33 DEUXIEME PARTIE: MATERIEL ET METHODES 1. TYPOLOGIE PHYTOSOCIOLOGIQUE p 3s 1.1.ECI{ANTILLONNAGE p 35 1.2.TRAITEMENT DES DONNEES p 3s 1.3.CARTOGRAPHIE DE LA VEGETATION p 36 1.3.1.Cartogrephie des groupements végétaux p 36 1.3,2.Suivi de la progressionde la fauchedans la plainealluviale p 36 1.3.3.Cartographie des pratiques agricoles p 36 2. RELATIONS ENTRE LA VEGETATION ET LES FACTEURSPHYSIQUES p 36 2.1.ETUDE DES SOLSDE LA MEUSE p 36 2.1.1.Prélèvements des échantillons p 36 2.1.2.Paramètres analysés p 37 Z.2.ETUDEDUREGIMEITYDRIQIJE p 38 2.2.l.Inondations p 38 2.2.2.Nappe p 38 3. RELATION ENTRE LA VEGETATION ET LES FACTEURSAGRONOMIQUES p 38 3.I. ETUDE SYNCIIRONIQUE:IMPACT DU PATURAGEINTENSIF ET DES FERTILISATIONS p38 3.2.ETUDE DTACTTRONTQLJE p39 3.2.1.Approche diachronique historique p39 3.2.2.Etude diachroniqueexpérimentale par miseen placede carrés permanents p40 3.2.2.1.Suivi de I'article19 p40 3.2. 2. 2. D i sposit if expérim e ntal d' intensific ati on p40 3.2.3.Comparaison des deux méthodes de suivi quantitatif p42 4. ETIIDE DU DEVELOPPEMENT PHF',NOLOGIQUEDE LA VEGETATION PRAIRHLE p 44 4.1. ETUDE DE 20 ESPECESDES PRAIRIESDE LA MEUSE p 44 4.2. COMPARAISONPHYTO-ECOLOGIQUE AVEC LA VALLEE DE LA SAONE p 4s 4.2.1.Comparaison phytosociologique des deux vallées p 45 4.2.2.Comparaison phénologique des deux vallées p 45 5. PRODUCTTVTTECOMPAREE DES DIT'FERENTSGROUPEMENTS VEGETATIX ET INFLIIENCE DE LA FERTILISATION p 46 s.1.CHOIX DES STATIONS p 46 s.2. PRELEVEMENTSDES PLACETTES p 47 s.3. AIIALYSE DU FOURRAGE p 48 5.3.1.Analyse par rayonnementInfra-Rouge p 48 5.3.2.Analyse par minéralisation p 49 TROISIEME PARTIE: LES GROUPEMENTS VEGETAUX, AFFINITES BIOGEOGRAPHIQUES, DETERMINISME, DYNAMIQUE ET PRODUCTIVITE I. PRESENTATION DES RESULTATS DES ANALYSES STATISTIQIIES EFFECTUEES p50 I.1. PREMIEREAI{ALYSE: PRAIRIESDE FAUCHEEXTENSI\IES p50 1.2.DEIJXIEII{E ANALYSE: GROUPEMENTSI{ELOPHYTIQIIES ET PRAIRIES HUMIDES p 50 I .3 . TROISIEMEANALYSE : COMPARAISONDES GROUPEMENTSVEGETAIIX PRAIRIAIIX DES PLAINES ALLI.IVIALES DU NORD DE LA FRANCE p5l 1.4.QUATRIEME ANALYSE: PRAIRIESEXTENSI\IES, PRAIRIES INTENSIFIEES ET PATIIRAGES p 5l I.5. CINQUIEME A}IALYSE: COMPARAISONDES GROUPEMENTSDECRITS EN l9s8 AVEC CEIJXDE 1993. p sl 2. TYPOLOGIE PHYTOSOCTOLOGTQUEET AFnNTTES BTOGEOGRAPHTQUES DES PRAIRIES DE LA VALLEE DE LA MEUSE p52 2.1.LES GROUPEMENTSDE PRAIRIESDE FAUCI{E p52 2.1.1.Le Colchic o- F estuc etu m pratensis@uvi gneaud, I 958) p52 2.1.2.Le Senecioni- Oenanthetum mediae (Bournérias et al., L976) p56 2.1.3.Le Gratiolo- O e nanth etu m fi stulosae (De Foucault, I 9S4) p61 2.1.4.Conclusions sur la typologiecomparée des groupements prairiaux du Val de Meuse p65 2.2. LE,SGROUPEMENTS DE PRAIRIESPATUREES p66 2.2.1.L' H ordeo-Lolietum p erenzis(De Fouca ult, I 984) p67 2.2.2.Le Rumici-Alop ec uretu m genic ulati (Tiixen, I 950) p70 2.3.LES GROUPEMENTSDE ROSELIERESET DE CARICAIES p72 2.3.1.Le Phragmitau m australis(Sch male, f 939) p73 2.3.2.Le Phahrtdau m arundi noceoe (Libb., f 93I ) p74 2.3.3.Le Carûcetumgracilis (Tx., 1937) p74 2.3.4.Le Cartcetumrtpartae (Knapp et Stoff.,1962) p76 2.3.5.Le Glycerùetummaximac (Hueclq 193f) p76 2.3.6.L' Oe n a nt h o- Rortpp etu m aqu ati c ae (Loh m., I 950,) p77 3. RELATIONS ENTRE LA VEGETATION ET LES FACTEURS ABIOTIQT]ES p79 3.I. IMPACT DU SOLSUR LA VEGETATION p79 3.1.1.Caractéristiques générales des sols de la plainealluviale de la Meuse p79 3.I. I. I. Profils pédologiques p79 3.I . I . 2. Caractéristiques physico-chimique s p8l 3.1.2.Variations des paramètres mesurés en fonctionde la profondeurde prélèvement p83 4.1.2.Etude de I'impact desfertilisations sur lesprairies de fauche p 107 4.1.2.1.Comparaison de Ia compositionfloristiquedu CFP3et de sonhomologue fertilisé p 108 4.1.2.2.Comparaison de la compositionfloristiquedu SOMI et de sonhomologue fertilisé p 109 4.1.2.3.Comparaison de la compositionfloristiquedu SOM2et de son homologue fertilisé p ll0 4.1.2.4.Comparaison de la compositiontloristiquedu SOM3et de son homologue fertilisé p lll 4.1.2.5.Comparaison de la compositionfloristiquedu GOFI et de son homologue fertilisé p lt2 4.1.2.6.Conclusions et discussionsdes résaltats sur I'impact desfertilisants sur Ia végétation p l 13 4.|.3.Impact comparédes engrais et du pâturagesur lâ compositionfloristique des prairiesde fauche p I 16 4.1.4.fmpact de la diminution de la pressionde feuchesur la composition floristiquedes prairies de fauche;développement d'une mégaphorbiaiedominée par Filipendula ulmnrta p fil 4.2.