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Paysages et environnement

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Didier Galop

Le passé : reconstitutions, transmissions et nouveaux indicateurs des dynamiques environnementales

Influences anthropiques sur la végétation des Hautes-Vosges depuis le début de l’Holocène apports de l’analyse pédo-anthracologique

Stéphanie Goepp, Dominique Schwartz et Michel Thinon

Résumé

Cette étude se base sur l’analyse de charbons de bois des sols, ces marqueurs de paléovégétations ayant à la fois une résolution temporelle longue et une résolution spatiale fine. Leur étude sur deux sites des « Hautes-Chaumes » des Vosges permet de mettre en évidence l’existence de défrichements précoces d’âge au moins protohistorique, soulignant ainsi les influences passées de l’Homme sur l’évolution de la végétation.

Texte intégral

1. Introduction

1Dans le cadre défini par le titre, nous nous intéressons plus particulièrement aux Hautes-Chaumes. Le terme de « Hautes-Chaumes » est employé pour définir les espaces sommitaux des Hautes-Vosges consacrés aux usages pastoraux ; il a alors un sens de délimitation géographique, tandis que le terme de « chaume », employé sans qualificatif, désigne un type de végétation, les prairies.

2L’existence de ces espaces ouverts a fait l’objet de controverses depuis plusieurs décennies. Les chaumes situées au-dessus de 1250/1300 m d’altitude sont considérées comme naturelles, et dites « primaires ». Les conditions climatiques rigoureuses qui règnent au-dessus de ces altitudes n’auraient pas permis à la forêt d’y pousser (Carbiener 1964, 1966). La présence de types de sols particuliers, appelés rankers cryptopodzoliques (Carbiener 1963), censés se former exclusivement sous pelouse (Duchaufour 1960) est le principal argument avancé par Carbiener (1964, 1966) pour justifier l’existence de « chaumes primaires ». En fait, les études effectuées (Boyé 1903 ; Issler 1924, 1926, 1927-28 ; Carbiener 1963, 1964, 1966) n’ont pas vraiment permis de trancher la question de l’origine et de l’évolution de ces espaces pastoraux. L’hypothèse émise par Carbiener il y a plus de quarante ans est encore largement considérée comme une certitude scientifique (par exemple : Sell et al. 1998), malgré les doutes émis par certains auteurs (Thinon 1992 ; Bœuf 2001 ; Garnier 2004 ; Rameau comm. orale). Les rares travaux effectués depuis, en palynologie notamment, n’ont pas permis de trancher dans un sens ou l’autre (Lemée 1963 ; Janssen et Janssen-Kettlitz 1972 ; De Valk 1981 ; Edelmann 1985…).

3À l’inverse, l’origine artificielle, par défrichement, des chaumes situées en dessous de 1250/1300 m d’altitude (« chaumes secondaires ») a toujours fait l’objet d’un large consensus. Toutefois ces défrichements sont très mal datés. Les historiens ont estimé, sur la base de documents d’archives, qu’ils résultaient de l’action des monastères fondés dans les vallées vosgiennes aux VIIe et VIIIe s. A.D. (Boyé 1903 ; Nonn 1983 ; Garnier 2004). Les études palynologiques citées supra n’ont pas apporté de précision à cette chronologie.

4L’émergence au cours des dernières décennies de nouvelles méthodes d’analyses scientifiques (14C, biochimie des matières organiques des sols, pédo-anthracologie) nous a incités à explorer de façon approfondie cette problématique déjà ancienne. Des résultats préliminaires ont montré que des chaumes « secondaires » existaient déjà dans le massif du Rossberg il y a plus de 2000 ans (Schwartz et al. 2005). Nous donnons ici des résultats nouveaux qui permettent d’aller plus loin dans la compréhension de l’histoire des paysages végétaux des Hautes-Chaumes.

Fig. 1. Carte de localisation des sites d’étude

Fig. 1. Carte de localisation des sites d’étude

2. Matériel et méthodes

2.1. Présentation des sites d’étude

5Notre étude s’est focalisée sur deux sites : le Falimont et le Rossberg (Fig. 1). Le Falimont (alt. 1306 m) est situé au cœur du massif vosgien, juste au Nord du Hohneck (1362 m). La végétation des sommets y est principalement constituée de graminées (Nardus stricta, Festuca rubra…), auxquelles s’ajoutent des ligneux bas, tels que Vaccinium myrtillus, Calluna vulgaris… Les sols sont des rankers cryptopodzoliques caractérisés par une imprégnation en matière organique importante et profonde, un pH très acide et une texture généralement sableuse. Ils se développent sur le granite et le granito-gneiss du socle hercynien. Le substratum géologique et la végétation des chaumes « secondaires » adjacentes sont comparables à ceux des sommets. Seuls les sols s’en différencient, les alocrisols remplaçant les rankers, selon une transition souvent progressive.

6Le soubassement du massif du Rossberg (alt. 1191 m), situé dans la partie méridionale des Vosges, est composé d’une formation primaire volcano-sédimentaire. S’y développent des alocrisols, caractérisés par un horizon Sal bien développé, un pH acide, et une forte activité biologique. Localement, les alocrisols sont remplacés par des sols à caractère andique (Aran et al. 1998). La composition floristique des pâturages est globalement identique à celle du massif du Falimont. Les chaumes sont ici « secondaires » dans leur totalité, les conditions d’altitude et de localisation sur une crête secondaire mieux protégée des vents dominants n’empêchant pas l’installation des arbres sur les sommets.

7Des comparaisons à la fois inter-sites, entre le massif du Falimont et celui du Rossberg, et intra-sites entre plusieurs stations au sein d’un massif, ont été effectuées afin de mettre en évidence les ressemblances et différences d’évolutions en terme paléo-environnemental.

2.2. Méthodologie

8Les conditions de milieu nous ont poussées à utiliser principalement des marqueurs pédologiques, en l’occurence les charbons de bois. En effet, la zone étudiée n’offre que peu de dépôts sédimentaires susceptibles de reconstituer les paléo-environnements à l’échelle locale, et aucun site archéologique. Il n’y a pas de tourbière sur les sites mêmes, à l’exception de quelques rares accumulations au Kastelberg et le long de la source de la Moselotte (De Valk 1981). L’image donnée par ces dépôts est celle d’une végétation principalement arborée, mais intègre une échelle régionale. En effet, on y trouve des pollens qui proviennent sans contestation de la plaine (pollens de vigne par exemple). Contrairement au pollen conservé dans la tourbe, les charbons ont une origine locale, ce qui permet de travailler à des échelles spatiales très fines, tout en conservant la possibilité de travailler à des échelles temporelles longues couvrant au moins tout l’Holocène.

9Les charbons de bois se conservent très bien dans la grande majorité des sols (Thinon 1992), cela sur des durées très longues, même s’ils ont tendance à se fragmenter avec le temps. Les sols gardent ainsi la mémoire des feux naturels ou anthropiques qui ont affecté les écosystèmes. Si les macro-charbons sont relativement aisés à déterminer, les charbons des sols sont souvent de très petite taille (inférieure à 2 mm) et nécessitent l’utilisation d’un protocole particulier d’identification, mis au point par Thinon (1992 ; 1994 a, b, c). Moyennant quoi, il est possible de les identifier le plus souvent au niveau spécifique ou sinon au niveau du genre. Les progrès des méthodes de datation14C (utilisation de la méthode AMS) permettent maintenant de dater des fragments d’une masse de quelques milligrammes. Pour autant, les reconstitutions paysagères qui en découlent soulèvent de nombreux problèmes méthodologiques, spatiaux et temporels liés au faible nombre de sites analysés et aux spécificités du fonctionnement des sols. En effet, les sols sont en général soumis à une forte action biologique qui aboutit à un brassage du matériau (bioturbation) d’autant plus important que ce matériau est de faible taille : les constituants de faible taille sont susceptibles d’être remaniés par la mésofaune du sol (lombrics…), ce qui n’est pas le cas de fragments pluri-centimétriques. Comme l’ont montré Carcaillet (2001) et Carcaillet et Talon (1996), l’ensemble de ces phénomènes biologiques (bioturbation), écologiques (chablis) et géomorphologiques (mouvements de pente) ont des conséquences importantes sur la répartition des charbons. Ils entraînent en particulier un brassage et un mélange des charbons qui en modifient totalement l’interprétation chronologique, contrairement à la répartition classique dans les sédiments. L’interprétation se fait alors de façon qualitative en terme de présence/absence des espèces dans les sols. Toutefois, la multiplication des datations permet de mettre en évidence de manière statistique (sur une quarantaine de datations de charbons) des phases d’incendies ou au contraire des périodes sans feux.

10Les reconstitutions sont également compliquées par le fait que certaines espèces ne sont pas des indicatrices strictes d’un écosystème précis, forestier ou prairial. De nombreuses espèces à écologie large ne sont en effet pas exclusives de l’un ou l’autre de ces milieux. Ainsi, le hêtre est une essence majeure des forêts (hêtraies, hêtraies-sapinières) mais est également un pionnier participant à la reconquête de la forêt sur les prairies.

2.3. Échantillonnage

11Nous présentons ici les résultats obtenus sur 5 stations. Les deux premières sont situées sur le massif du Rossberg. ROSS 2 est située sur le versant Sud-Ouest, ROSS 4 sur le versant Nord-Est. Les deux stations correspondent à des chaumes « secondaires ». Dans le massif du Hohneck, trois fosses ont été prélevées : FALI 3 est situé sur une chaume « primaire » au sommet du Falimont ; 3FO 2 et 3FO 3 proviennent des Trois-Fours, respectivement sous chaume « secondaire » et hêtraie-sapinière.

12Sur chaque site, les sols ont été prélevés systématiquement par tranche de 5 ou 10 cm d’épaisseur, à raison d’environ 10 kg de sol par tranche. L’extraction des charbons de bois s’effectue par tamisages successifs. Dans un premier temps, la fraction organique légère est séparée par flottaison, puis le matériau restant est tamisé à 5, 2 et 0,4 mm. Les charbons sont extraits manuellement de la fraction légère et de la fraction supérieure à 5 mm, et par lévigation des autres fractions. L’identification se fait au microscope métallographique, en se fondant sur les clés d’identification fournies dans les ouvrages de référence (Jacquiot 1955 ; Greguss 1959 ; Jacquiot et al. 1973 ; Schweingruber 1978, 1990 ; Thinon 1992, 1994 a, b, c).

13Les datations par14C AMS (Accelerator Mass Spectrometry) ont été effectuées aux laboratoires d’Utrecht (Pays-Bas) et de Poznań (Pologne). Les âges obtenus sont exprimés en âges calibrés cal BC/cal AD (Before Christus, avant notre ère ; Anno Domino, de notre ère).

3. Résultats

14L’ensemble des datations et des identifications des charbons est donné dans la figure 2. La figure 3 présente les datations sous forme de frise chronologique, en séparant les âges obtenus sur le Rossberg au-dessus de l’axe, de ceux provenant du Falimont, en dessous. Les durées indiquées par des flèches doubles correspondent aux intervalles de temps minimum entre deux phases de feux.

15Le corpus de 38 datations couvrant tout l’Holocène est important et permet des interprétations ayant un sens statistique. On notera en particulier deux points. En premier lieu, la répartition des datations n’est pas homogène : 8 feux seulement entre 9000 et 1750 cal BC, soit sur 7250 ans ; 30 depuis 1750 cal BC. Ceci représente une fréquence sept fois plus élevée depuis 1750 cal BC, c’est-à-dire depuis le début de l’âge du Bronze. En second lieu, de nombreuses datations sont regroupées sur des périodes courtes, séparées par des durées importantes sans feux enregistrés. Ainsi, dans le massif du Falimont, nous n’avons pas de feux entre la période de La Tène et le Bas Moyen Âge, soit une période minimale de 1350 ans, en prenant les extrêmes des intervalles de datations calibrées.

Fig. 2. Tableau des identifications et datations14C des charbons de bois

Fig. 2. Tableau des identifications et datations14C des charbons de bois

Fig. 3. Répartition temporelle des feux dans les massifs du Rossberg et du Falimont

Fig. 3. Répartition temporelle des feux dans les massifs du Rossberg et du Falimont

4. Discussion

4.1. Des chaumes primaires ?

16Comme expliqué dans l’introduction, l’extension des rankers a servi à définir la limite des chaumes considérées comme naturelles par Carbiener (1964, 1966). Toutefois, ces rankers sont très riches en charbons de bois d’essences forestières. Il nous semble ainsi évident que ces espaces ont été occupés par la forêt, et que les prairies qui les occupent actuellement résultent également de défrichements.

4.2. Des feux surtout d’origine anthropique ?

17La question de l’origine naturelle ou anthropique des feux se pose. Plusieurs arguments plaident en faveur d’une origine anthropique de la majorité des feux. En premier lieu, le climat passé de l’Holocène, malgré plusieurs oscillations considérées soit comme des péjorations soit comme des améliorations climatiques (Magny 1994, 1995), n’a pas connu de variations suffisamment importantes pour expliquer la répartition statistique des âges des charbons datés au14C. Au contraire, les quatre derniers millénaires ont été globalement plus frais et humides, donc moins favorables aux feux de forêts que les sept millénaires qui ont précédé. C’est pourtant pendant cette période que se produisent l’essentiel des feux, l’augmentation des fréquences coïncidant avec le début de l’âge du Bronze.

18Par ailleurs, le dépouillement d’une enquête effectuée auprès de 60 agents responsables d’autant de triages de l’Office National des Forêts d’Alsace (Master en cours, Diarra) indique clairement qu’aucun feu enregistré dans les Vosges alsaciennes depuis plus de vingt ans n’est d’origine naturelle. La plupart du temps les éclairs susceptibles d’incendier un arbre s’accompagnent de pluies violentes qui empêchent la propagation des feux. De plus, les arbres foudroyés prennent rarement feu. Lorsqu’ils prennent feu, la carbonisation est essentiellement superficielle et il s’agit dans plus de 90 % des cas de résineux. Nous n’avons aucune raison objective de penser que la situation était différente pendant les 3750 dernières années qui concentrent 80 % des datations.

19Toutes ces raisons nous poussent à considérer que l’essentiel des charbons résulte de feux d’origine anthropique. Le doute est permis pour les périodes les plus anciennes, en particulier pour les quatre datations qui correspondent au début du Préboréal, considéré comme une période relativement plus chaude et plus sèche que l’actuel.

4.3. Une anthropisation précoce des espaces sommitaux

20Nous considérons donc que les espaces sommitaux étudiés ont fait l’objet de défrichements au moins depuis le début de l’âge du Bronze (2300 cal BC). Auparavant, le début des défrichements était supposé être daté des VIIe et VIIIe s. de notre ère avec l’installation des établissements monastiques dans les vallées vosgiennes (Boyé, 1903 ; Nonn, 1983 ; Garnier, 2004). Il est vrai que jusqu’à présent cette thématique n’avait été abordée que par les historiens, forcément limités dans le temps aux époques pour lesquelles existent des documents d’archives.

21Notons que de 5 à 6 dates se rattachent de façon certaine au Bronze ancien (2300-1500 cal BC) ; c’est même cette époque qui coïncide avec l’augmentation des feux. Ce point est d’autant plus intéressant qu’il correspond à une lacune presque totale de sites archéologiques en Alsace, même dans les zones de plaine précocement peuplées dès le Néolithique (Zehner 1998 ; Flotté et Fuchs 2000).

4.4. Validité et pertinence des échelles spatiales d’observation

22L’analyse détaillée de la figure 3 révèle des oppositions de phases de feux entre le Falimont et le Rossberg pour trois époques différentes. Au Falimont, les datations14C se concentrent au Bronze ancien, au Hallstatt et au Bas Moyen Âge à l’époque moderne. Entre le Hallstatt et le Bas Moyen Âge, une période d’une durée de 1350 ans au minimum, n’a, ne semble-t-il pas connu de feu, pour peu que notre échantillonnage soit représentatif. À l’inverse, au Rossberg, les feux sont plus fréquents au Bronze final, à La Tène/Gallo-romain et au Haut Moyen Âge vers les VIIe-VIIIe s. de notre ère.

23Ces oppositions de phase illustrent a posteriori la pertinence de nos échelles d’observation. Il est clair que l’histoire des défrichements du massif vosgien ne peut être abordée sur la base d’un nombre réduit de sites et de datations. Les deux sites étudiés en détail se distinguent très nettement l’un de l’autre, témoignant ainsi de la prééminence des facteurs locaux d’utilisation du milieu. Il faudra analyser davantage de sites avant de pouvoir retracer l’évolution du milieu à l’échelle régionale. A fortiori, cette prééminence des facteurs locaux illustre l’intérêt de travailler à l’aide d’archives de signification locale, comme le sont les charbons de bois, plutôt qu’avec des archives de signification régionale, comme les pollens, dont l’importance s’illustre lorsque l’évolution du couvert végétal est sous la dominance de facteurs plus régionaux ou globaux tels que les changements climatiques.

4.5. Des pâturages au sens « moderne » depuis plus de 2000 ans au Rossberg

24Qui dit défrichement ne dit pas nécessairement pâturage au sens « moderne », à savoir des espaces couverts d’herbages consommés sur place par le bétail. Dans le passé, les forêts plus ou moins éclaircies par le feu ont également été des espaces pâturés, et cela jusqu’au début du XXe s. En clair, les défrichements mis en évidence par les feux ne signifient nullement que de vastes espaces analogues aux chaumes actuelles existaient dès l’âge du Bronze. Nous avons toutefois des indices de l’existence de prairies depuis La Tène supérieure sur le Rossberg, grâce à la présence de charbons de genévrier commun (Fig. 2). Cette espèce est en effet caractéristique dans les Vosges des espaces prairiaux sous-pâturés ou en voie d’abandon (Schwartz et al. 2005). Elle ne se rencontre jamais en sous-bois.

5. Conclusion

25Sur la base de l’étude de deux secteurs de chaumes vosgiennes des Vosges centrales et méridionales, l’échelle locale constitue la bonne échelle spatiale pour appréhender les processus d’anthropisation. Les résultats montrent que les chaumes « primaires » et « secondaires » ont une origine identique, à savoir des défrichements forestiers.

26Au-delà de ces aspects méthodologiques, les résultats que nous présentons permettent de proposer un nouveau schéma de l’évolution des paysages vosgiens, sous l’influence des actions humaines à l’échelle de l’Holocène supérieur.

27Même s’ils devront être approfondis à l’avenir par des études sur d’autres sites, ils posent d’ores et déjà la question du rapport entre les établissements humains pérennes de la plaine alsacienne avec l’utilisation et l’occupation des espaces sommitaux, sur lesquels les sites archéologiques sont rarissimes pour ne pas dire inexistants.

Bibliographie

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Table des illustrations

Titre Fig. 1. Carte de localisation des sites d’étude
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Titre Fig. 2. Tableau des identifications et datations14C des charbons de bois
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Titre Fig. 3. Répartition temporelle des feux dans les massifs du Rossberg et du Falimont
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