Essai de modélisation de la colonisation végétale sur la marge proglaciaire du glacier Midre Lovén, Spitsberg (79°N)

Myrtille Moreau

p. 457-468

Résumés

Le retrait glaciaire s’amorce au Spitsberg (79° N) vers 1880 et libère de nouveaux espaces, les marges proglaciaires, où la colonisation végétale se met en place. La dynamique végétale a été étudiée sur la marge du glacier Midre Lovén pour laquelle nous disposons d’un Modèle Numérique de Terrain qui a permis d’obtenir des informations topoclimatiques de surfaces (pente, orientation, rayonnement, exposition au vent). Le MNT nous a permis d’analyser les changements floristiques en fonction des échelles temporelles (période de déglaciation) et spatiales (microtopographie). In fine, les liens établis entre les éléments floristiques du terrain et les données environnementales ont été modélisés pour produire une carte de probabilités d’apparition des faciès paysagers.

Glacial retreat began in Spitsbergen (79°N) around 1880 and more areas are becoming available for plant colonization. Such process has been observed in the frontal area of Midre Lovén glacier for which there is a digital elevation model. This allowed us to examine floristic changes along both temporal (time from glacial retreat) and spatial (microtopographic relief) scales. Using a probabilistic model, we were able to map the temporal and spatial effects on plant colonization in this glacial foreland and produce new landscape nomenclature to describe them.


Texte intégral

Introduction

1Depuis la fin du Petit Âge Glaciaire, le réchauffement climatique est particulièrement accentué sous les latitudes septentrionales où, depuis le début du XXe s., il atteint 2 à 3 °C sur le pourtour du bassin Arctique (ACIA 2005). L’une des conséquences du changement climatique est la diminution significative des zones englacées dans la région circumpolaire (Serrez et al. 2000, Watson et al. 1997). Les zones récemment libérées des glaces, appelées marges proglaciaires, sont d’un grand intérêt pour comprendre la colonisation végétale parce qu’elles fournissent un temps de référence du début de la colonisation sur des surfaces nouvellement exposées. La colonisation végétale des espaces déglacés a été étudiée dans beaucoup de zones polaires et boréales (Chapin III et al. 1994 ; Hodkinson et al. 2002, 2003 ; Jones et Henry 2003 ; Ohtonen et al. 1999 ; Vetaas 1994, 1997), dans les zones de montagnes (Wardle 1980, Sommerville et al. 1982, Mizuno 1998, Raffl et al. 2006) et au Spitsberg (Hodkinson et al., Kume et al. 2003, Minami et al. 1996, Moreau 2005, Uchida et al. 2006). Ces travaux ont montré qu’il était possible de suivre la progression du développement végétal dans le temps. D’autres recherches ont établi que la colonisation végétale répondait de manière plus complexe aux contraintes environnementales imposées, notamment, par la microtopographie (Worsley et Ward 1974, Elven 1978, Birks 1980, Brossard 1985, Matthews et Whittaker 1987, Matthews 1992, Whittaker 1993, Helm et Allen 1995, Stöcklin et Bäumler 1996, Frenot et al. 1998, Jumpponen et al. 1999). Il reste à repérer parmi les facteurs temporels et microtopographiques ceux qui sont déterminants pour la structure hiérarchique des paysages. Nous proposons une méthode combinant des observations de terrain, des données de télédétection et un système d’information géographique pour analyser la diversité spatiale et temporelle du terrain morainique.

1. Terrain détude

2La zone d’étude est située au front du glacier Midre Lovén, sur le versant nord de la presqu’île de Brøgger, sur la façade nord-occidentale de l’île du Spitsberg (79°N, 12°W ; Fig. 1). Le glacier Midre Lovén est un petit glacier de cirque dont le bassin versant couvre approximativement 10 km2. Le glacier Midre Lovén amorce un retrait glaciaire à la fin du Petit Âge Glaciaire vers 1880 (Lefauconnier 1987). Depuis cette période et jusqu’à aujourd’hui, le glacier a reculé de 1 km laissant de nouveaux espaces ouverts à la colonisation végétale. Les communautés végétales matures de la presqu’île de Brøgger, recouvrent des anciennes terrasses glacio-marines stabilisées il y a 8000 à 9000 ans et associées à un relèvement isostatique de la fin du Weichselien (Forman 1990). La végétation du Spitsberg fait partie d’une ceinture circumpolaire que les botanistes définissent comme « la zone nord de la toundra arctique » et dont le Dryas octo-petala est l’espèce caractéristique (Elvebakk 1997). Les espèces végétales qui composent la toundra du Spitsberg sont adaptées aux conditions climatiques rigoureuses, surtout celles qui sévissent durant la saison végétative. Cette période dure, de mi-juin à mi-août, de 40 à 70 jours (Rønning 1996). Elle est caractérisée par des températures basses, avec une moyenne de juillet sur l’île comprise entre 2 et 6 °C selon la latitude (Brossard et al. 2002). Si les basses températures constituent une contrainte, la disponibilité en eau est une autre. Les totaux pluviométriques sont de 386 mm seulement à Ny-Ålesund, dont la moitié tombe sous forme neigeuse durant les mois d’hiver. Les conditions bioclimatiques font que la végétation garde la physionomie modeste d’une toundra souvent rase, discontinue et exclusivement mono strate. La flore vasculaire de l’archipel inclut 168 espèces vasculaires dont la distribution est fortement subordonnée aux conditions micro-locales (Nilsen et al. 1999, Nimis 1985). La physionomie végétale et la composition de la végétation reflètent les caractéristiques de l’environnement local et peuvent être considérées comme des marqueurs d’évolution. Cet aspect de la toundra mature donne un point de départ pour notre recherche sur les processus de colonisation végétale des moraines récemment déglacées.

Fig. 1. Location du Spitsberg et de la zone d’étude (d’après l’image satellite SPOT 1990)

Image

Fig. 2. Schéma de la démarche d’analyse des modalités locales de la reconquête végétale sur la marge du glacier Midre Lovén.

Image

2. Méthode

2.1. Constitution d’une base de données images

3Plusieurs sources d’information spatiales étaient disponibles pour le terrain d’étude permettant de connaître les différents contextes environnementaux des moraines. L’ensemble des informations relatives au terrain a été rassemblé dans un système d’information géographique (Fig. 2 -A).

2.1.1. Caractéristiques microtopographiques

4Un modèle numérique de terrain (MNT) à très haute résolution spatiale réalisé pour des travaux antérieurs couvre l’ensemble de la marge proglaciaire du glacier Midre Lovén (Nisen et al. 1996, Brossard et al. 1998). Le MNT, d’une précision de 2 m, a été construit à partir de 40000 mesures de point GPS collectées avec un système Trimble 4000 SE et un Leica SR 9500. La collecte des points a été réalisée en 1995 et 1998 et corrigées à partir d’une station GPS de base établie à la base française, située à moins de 3 km. Le MNT a ensuite été calculé par interpolation spatiale entre les points. La carte ainsi produite permet une lecture détaillée de l’ensemble des microtopographies (Fig. 2 - 1).

2.1.2. Informations environnementales

5À partir du modèle numérique, un certain nombre d’informations topoclimatiques a pu être calculé et représenté sous forme de carte (Fig. 2 - 1). Les informations topographiques comme l’altitude, la pente, l’orientation, les modelés sont directement tirées du MNT. Concernant le climat, un réseau de 50 capteurs thermiques (data loggers HOBO) a été mis en place en 1999, couvrant le terrain d’étude. Les températures ont été mesurées « sous abri » à 20 cm au-dessus du sol, toutes les six minutes, du 11 juillet au 8 août 1999. Une méthode d’interpolation de températures à échelle fine a restitué les 240 enregistrements thermiques quotidiens à résolution spatiale de deux mètres. Parallèlement, deux stations météorologiques standards (CR2M) mesurent la température et la vitesse du vent à 2 m de hauteur. À partir des données collectées, les vents et les températures ont été calculés et cartographiés sur le support spatial du MNT. Le rayonnement global est obtenu à partir d’un modèle de radiation solaire directe et diffuse incluant les éphémérides (au solstice d’été) et l’altitude (Fury et Joly 2003, Joly et al. 1999).

2.1.3. Périodes de déglaciation des moraines

6Un des facteurs les plus importants pour la distribution de la végétation sur les moraines est la durée de déglaciation des dépôts. Les successions végétales sont organisées dans l’espace proglaciaire en relation avec les cadences du retrait glaciaire (Moreau 2003, 2005). Les photographies aériennes (1/50000) de l’Institut Polaire Norvégien ont été utilisées pour cartographier les anciennes positions successives du retrait du front glaciaire en 1936, 1966 et 1990 (Fig. 2 - 2).

2.1.4. Les formes de ruissellement

7En plus de la durée de déglaciation des dépôts, les processus paraglaciaires tel que le ruissellement est aussi un facteur important pour la colonisation végétale (Moreau et al. 2004). À partir des photographies aériennes, trois catégories de plaines, en relation avec le type de ruissellement, ont été identifiées dans l’espace morainique : les chenaux affectés par un ruissellement actif, les zones affectées par un ruissellement intermittent, associé à la pluie et la fonte de la neige, et les zones qui ne sont plus affectées par le ruissellement.

2.2. Collecte des informations floristiques sur le terrain

2.2.1. Protocole d’échantillonnage

8La collecte des données sur le terrain a été conduite suivant un plan d’échantillonnage stratifié non-aligné (Keersmaecker 1987). Selon notre hypothèse d’un microhabitat conditionné par la topographie, nous avons utilisé ce critère pour stratifier l’échantillonnage. Nous avons distingué six contextes topographiques majeurs qui commandent l’essentiel des facteurs mésologiques pour procéder à l’échantillonnage stratifié : les surfaces planes, les crêtes et talwegs ; et trois types de pentes faible 0° à 2°, moyenne 2° à 10° et forte plus de 10°. Pour chaque strate de l’échantillonnage, 50 points de relevé ont été échantillonnés et identifiés préalablement au terrain à partir des informations connues d’après la base de données du SIG. Au final, 300 points ont été ventilés dans l’ensemble de l’espace proglaciaire (Fig. 2 - 3).

2.2.2. Relevé botanique

9Les 300 sites étaient localisés sur le terrain à l’aide d’un GPS avec une précision métrique en latitude et longitude. Les coordonnées géographiques de chacun des points étaient prédéfinies à partir du MNT et enregistrées directement dans le GPS. Les postes de relevé étaient ensuite retrouvés sur le terrain en utilisant le mode « navigation » du GPS. Compte tenu de l’approche à fine échelle que nous avons choisi d’observer, la surface échantillonnée couvrait 4 m2 (Fig. 3).

10Afin de rendre compte de l’abondance des espèces, nous avons adopté une technique de comptage, habituellement utilisée par les botanistes (Whittaker 1991). Nous avons utilisé une grille d’1 m2 comme support de comptage, divisée en 100 cellules de 10 cm2, en répétant 4 fois l’observation pour couvrir les 4 m2 (Fig. 3). Un échantillonnage aléatoire de 24 cellules de 10 cm2 a été sélectionné pour compter chaque espèce végétale. Ces comptages ont été utilisés pour déterminer l’abondance et la fréquence des plantes.

Fig. 3. Technique de comptage des espèces pour estimer l’abondance dans les relevés de la marge du glacier Midre Lovén

Image

2.3. Analyse statistique et modélisation

2.3.1. Définition des types de végétation en couplant analyses multivariées et classification

11Les données relatives au terrain (SIG, datation des moraines et ruissellement) et les informations floristiques collectées sur le terrain ont été rassemblées dans une même base de données et soumises à l’Analyse Factorielle des Correspondances (Fig. 2 - 4). Les résultats donnés par l’interprétation des trois premiers axes sont suffisants pour expliquer la structure d’ordre de l’organisation des données et les relations entre les espèces végétales et les variables environnementales (Fig. 4). Enfin, une classification hiérarchique ascendante (distance de Ward) a été appliquée aux résultats de l’AFC (Fig. 4). Le résultat du dendrogramme de la classification a permis de déterminer treize classes, chacune étant définie par une localisation dans l’espace factoriel basée sur la mesure de l’importance associée aux variables indépendantes (végétation) et aux variables dépendantes (paramètres géomorphologiques et climatiques).

2.3.2. Modélisation probabiliste des relations entre les types de végétations et les facteurs environnementaux

12Le traitement statistique de la base de données restitue une connaissance ponctuelle des distributions et des structures de la végétation par rapport aux conditions stationnelles. Notre objectif est de pouvoir généraliser cette information de manière à couvrir l’ensemble du terrain d’étude et de porter un diagnostic. À cette fin, nous utilisons un modèle inductif de probabilités qui permet de croiser les informations de terrain collectées ponctuellement et les informations de surface connues (durée de déglaciation, topographie, température, etc.). Le théorème de Bayes des causes connues ou probabilités conditionnelles est parfaitement adapté à notre démarche. L’histogramme de fréquence de chaque variable obtenu à partir de la classification est considéré comme une probabilité empirique. En conséquence, selon le théorème de Bayes (1) ont été calculées les probabilités d’observer une modalité connaissant a priori les fréquences d’apparition des classes par modalité (Fig. 5) et les probabilités d’appartenir aux différentes classes connaissant a priori les fréquences d’apparition des modalités par classe (Fig. 6). L’ensemble de la chaîne méthodologique ainsi constituée s’inscrit dans la lignée des travaux initiés par Th. Brossard et D. Joly du laboratoire Théma et D. Laffly de l’université de Pau et des Pays de l’Adour. C’est en étroite collaboration avec ces derniers que le travail de modélisation a été réalisé (Moreau et al. 2005).

Image

13où :

14P(Bi|A) : probabilité conditionnelle de l’événement Bi sachant que l’événement A est réalisé ;

15P(Bi) : probabilité conditionnelle de l’événement Bi ;

16P(A|Bi) : probabilité conditionnelle de l’événement A sachant que l’évènement Bi est réalisé ;

17P(Bj) : probabilité conditionnelle de l’événement Bj ;

18P(A|Bj) : probabilité conditionnelle de l’événement A sachant que l’événement Bi est réalisé ;

19P(A) : probabilité conditionnelle que l’événement A survienne ;

20n : nombre d’événements possibles.

21Le modèle de probabilité peut être alors utilisé comme outil de cartographie pour restaurer la distribution spatiale des types de végétations (Laffly et Moreau, 2004). En effet pour chaque pixel du MNT nous pouvons calculer sa probabilité conditionnelle d’être associée à chacune des 13 classes. Les probabilités résultantes sont utilisées pour générer une image numérique de chaque classe basée sur la plus forte probabilité produisant une carte de probabilités de toutes les classes (Fig. 2-6).

3. Résultats

3.1. Les liens entre végétation et conditions mésologiques

22D’après la position dans l’espace factoriel des espèces végétales et des paramètres environnementaux, l’axe 1 organise les espèces selon la dynamique de ruissellement (Fig. 4). Le long de cet axe se mettent en opposition les espaces soumis à une dynamique de ruissellement évoluant d’un état actif (à droite) vers un état inactif (à gauche). La traduction biogéographique, suivant cet axe 1, est le passage d’un espace strictement minéral à une situation floristique plus développée, caractérisée par une diversité spécifique. En outre, on constate, sur la figure 4, que le faciès minéral de l’extrémité de l’axe 1 est lié à l’absence totale d’espèces. Au fur et à mesure de l’abandon de la dynamique d’écoulement, la colonisation végétale débute avec la présence à faible taux des mousses et de Saxifraga oppositifolia (moins de 20 %) pour passer progressivement à 20-50 % de présence. À ce niveau, s’opère un enrichissement floristique marqué par le groupe des espèces pionnières : Draba species, Cerastium arcticum, Minuartia rubella et Sagina nivalis. Enfin, à l’extrémité gauche de l’axe 1 se trouvent les espèces caractéristiques d’un environnement stable et évolué avec Carex nardina, Polygonum viviparum, Silene acaulis et le lichen Cetraria delisei.

23Nous venons de suivre, le long de l’axe 1, la mise en place de la succession secondaire. Le grand vide de la partie droite du graphe s’explique par la dynamique de ruissellement qui entrave la colonisation végétale. Ce vide contraste avec la partie gauche du graphe, où les dépôts n’ont pas été affectés par le ruissellement et où se déclinent tous les types de groupements végétaux. La structuration verticale, dans ce secteur de l’espace factoriel, est associée à la durée de déglaciation des dépôts qui organise, le long de l’axe 2, la succession primaire des espèces végétales. La figure 4 met également en évidence les dépôts récemment déglacés situés en haut de l’axe 2. Ils sont caractérisés par un groupement d’espèces pionnières avec Braya purpurascens, Saxifraga cespitosa, Sagina nivalis, Minuartia rubella et Draba species. Progressivement, la présence des espèces s’accroît avec notamment, l’abondance de Draba species et Saxifraga oppositifolia qui passe de 20 à 50 % de présence. De façon également remarquable, les lichens atteignent plus de 50 %. Les environnements évolués marquent le pas dans la partie basse de l’axe 2 où se trouvent des espèces édificatrices telles Silene acaulis, Cetraria delisei et Polygonum viviparum.

Fig. 4. Graphes factoriels des caractères de végétation et paramètres environnementaux selon les axes 1, 2 et 3. Les résultats de la classification ascendante hiérarchique sont présentés dans le graphe. Les numéros des classes sont attribués par la classification mais ne présentent pas de classement d’ordre. Les espèces sont codées en terme de présence et d’absence, mais afin de rendre la lecture du graphe plus facile seule la présence est représentée. Pour les espèces présentes dans plus de 20 % des relevés, leur abondance est indiquée entre parenthèses (2 : 20-50 %, 3 : > 50 %).

Image

24Certaines espèces se trouvent isolées dans l’espace factoriel quand d’autres sont agrégées dans le graphe. C’est le cas de Poa abbreviata, Deschampsia alpina et Carex nardina. Ces positions sont liées à l’axe 3 du graphe qui introduit une nuance dans l’organisation des caractères des axes 1 et 2, celle liée aux conditions édaphiques. Les espèces rassemblées en haut de l’axe 3 ont des caractères hygrophiles tandis que celles réunies en bas ont des affinités avec les environnements secs. De part et d’autre de l’axe 3, les espèces se répartissent, selon l’axe 2, en fonction de la durée de déglaciation des dépôts qui oppose, comme nous l’avons vu précédemment, les éléments pionniers aux éléments évolués (Fig. 4).

25L’extrémité supérieure de l’axe 3 (Fig. 4) est marquée par Deschampsia alpina, espèce caractéristique des environnements très humides, voire engorgés, dont la localisation dans l’espace factoriel est davantage due aux conditions édaphiques qu’à une période de déglaciation et à un niveau de développement floristique. Suivent, à droite de l’axe 3 pour les secteurs pionniers, des espèces hygrophiles de milieux non engorgés, avec Poa abbreviata, Cochlearia officinalis et Cerastium arcticum dont l’abondance est de 20 à 50 % (Fig. 4). Pour les secteurs plus anciens, dans la partie gauche du graphe, Pedicularis hirsuta et Polygonum viviparum sont associées au milieu humide. Au centre de l’axe 3 se trouvent les espèces propres aux environnements mésophiles avec, pour les milieux pionniers Draba species, Braya purpurascens, Salix polaris et, pour les sites plus anciens, Oxyria digyna, Silene acaulis, et Salix polaris dont la présence plus abondante (20 à 50 %) traduit l’ancienneté du milieu. La tendance sèche du milieu est exprimée dans la partie basse de l’axe 3 avec Silene uralensis pour les secteurs pionniers, Carex nardina et Arenaria pseudofrigida pour les faciès évolués. Davantage d’espèces sont rattachées aux milieux humides et mésiques qu’aux conditions xériques, soulignant l’importance de l’eau dans les modalités de la reconquête végétale. Parallèlement à la mise au jour de l’organisation des éléments floristiques, l’AFC relie les paramètres environnementaux aux caractères mésologiques des sites. Les secteurs de ruissellement actif et local sont associés aux secteurs plans (0°-2°), récemment déglacés (30 à 70 ans) et situés à l’abri du vent, où la végétation prend des caractères hygrophiles. Les secteurs non affectés par le ruissellement, marqués par une végétation xérophile, sont associés aux fortes pentes et aux moraines les plus anciennes (100 ans).

Fig. 5. Probabilités conditionnelles d’une modalité connaissant les classes (ruis. : ruissellement ; âge 3 : 100 ans de déglaciation ; âge 2 : 70 ans ; âge 1 : 30 ans ; inclinaison des surfaces : plat, 2° à 10° et plus de 10°C ; vent NC : pas d’informations sur les conditions de vent, abri vent : site à l’abri du vent, face vent : site exposé au vent).

Image

Fig. 6. Probabilités conditionnelles pondérées d’une classe connaissant les modalités (ruis. : ruissellement ; âge 3 : 100 ans de déglaciation ; âge 2 : 70 ans ; âge 1 : 30 ans ; inclinaison des surfaces : plat, 2° à 10° et plus de 10 °C ; vent NC : pas d’informations sur les conditions de vent, abri vent : site à l’abri du vent, face vent : site exposé au vent).

Image

Fig. 7. Carte de probabilités des faciès paysagers sur la marge du glacier Midre Lovén. Les classes sont attribuées à chaque pixel de l’image pour lequel la valeur de probabilités de la classe est la plus forte (clichés : juillet 2004).

Image

3.2. Cartographie de synthèse

26Afin de comprendre comment les faciès identifiés dans l’AFC et la CAH s’articulent et se répartissent dans l’espace proglaciaire, nous avons transformé la localisation ponctuelle de chacune des 13 classes en une information couvrant l’ensemble des surfaces du MNT.

27Les trois auréoles morainiques se détachent nettement à la lecture de la carte (Fig. 7). La durée de déglaciation apparaît donc comme le paramètre fondamental dans la structuration des faciès paysagers. Une lecture détaillée de chacune des auréoles permet d’observer les nuances paysagères induites par les conditions topographiques locales. Par exemple, la première auréole morainique, déglacée depuis 30 ans, est dominée par un faciès pionnier hygrophile (classe 11) traduisant les conditions d’engorgement et d’humidité des dépôts à proximité du front glaciaire. Le faciès devient mixte sur les pentes (classe 10, en jaune), et prend des caractères xérophiles sur les plus fortes pentes avec la classe 7.

28L’auréole morainique déglacée depuis 70 ans est moins nettement dominée par un faciès paysager. La classe 9 (faciès pionnier mésophile) se concentre sur les faibles pentes, à l’abri du vent, et rassemble des espèces de groupement pionnier stable telles Salix polaris et Saxifraga oppositifolia. La classe 12 est caractérisée par les mêmes conditions topographiques que la classe 9, mais avec des éléments floristiques plus matures liés aux plus fortes probabilités de rencontrer le lichen Cetraria delisei et Polygonum viviparum. Comme pour l’auréole morainique déglacée depuis 30 ans, les mêmes faciès rattachés aux pentes sont rencontrés avec la classe 10, à laquelle succède la classe 7 pour les plus fortes pentes. Enfin, la classe 4, faciès hygrophile de transition, se localise à l’interface des auréoles morainiques déglacées depuis 70 et 100 ans, illustrant la caractéristique du faciès de transition entre les faciès paysagers des deux secteurs morainiques.

29Les dépôts morainiques déglacés depuis 100 ans sont caractérisés par deux faciès paysagers différenciés selon la pente. La classe 8, faciès mixte, est associée aux surfaces planes et faiblement inclinées (< 10°). On y observe une forte probabilité de rencontrer des espèces matures telles Carex nardina et le lichen Cetraria delisei. La classe 13, faciès xérophile, souligne le réseau de fortes pentes du vallum et marque la nuance floristique xérophile avec Arenaria pseudofrigida.

30Une lecture détaillée fait ressortir que la classe 11, précédemment identifiée comme caractéristique des dépôts déglacés depuis 30 ans, est associée à certains secteurs de l’auréole morainique déglacés depuis 100 ans. La forte probabilité de rencontrer la classe 11 est alors liée à la dynamique de ruissellement qui a remobilisé les dépôts. Les surfaces rajeunies sont colonisées par un couvert végétal pionnier qui se démarque du couvert évolué rencontré sur l’auréole morainique déglacée depuis 100 ans. De même, la classe 2, au faciès strictement minéral, traverse les trois auréoles morainiques le long des talwegs où le développement de la végétation n’est pas possible.

Conclusion

31La principale contribution de notre recherche est la production d’une carte de la végétation dans les moraines. L’interprétation de la carte souligne la complexité de la mise en place de la reconquête végétale. La durée de déglaciation est le facteur dominant nuancé secondairement par le ruissellement, l’exposition au vent, les valeurs de pente et les conditions environnementales qui en découlent (humide-sec). L’impact des paramètres se distingue en fonction des échelles auxquelles on aborde l’espace proglaciaire.

  • À l’échelle de la marge, la durée de déglaciation et la nature des écoulements déterminent les niveaux de progression des cortèges floristiques entre groupements pionniers et évolués. Dans ce cadre, le ruissellement participe au maintien de groupements pionniers dans les secteurs où des groupements matures prennent place, notamment au sein des auréoles morainiques anciennement déglacées.
  • Au sein de chaque secteur déglacé, des nuances floristiques s’expriment en réponse aux conditions édaphiques. Ces conditions sont étroitement associées à l’environnement topoclimatique (conditions de pente et d’exposition au vent). Le passage d’un niveau de pente à un autre, ainsi que les changements d’exposition par rapport au vent sont floristiquement signés par des faciès hygrophiles, mésophiles puis xérophiles et ce pour tous les stades d’évolution du couvert végétal.

32La cartographie a montré que l’augmentation de la durée de déglaciation s’accompagne d’une diminution de la diversité des faciès paysagers. Ainsi, l’auréole morainique déglacée depuis 30 ans rassemble 7 classes, l’auréole déglacée depuis 70 ans, 5 classes et enfin l’auréole déglacée depuis 100 ans, 4 classes. In fine, peu de secteurs ont une forte probabilité de ne pas avoir de développement végétal. L’espace proglaciaire prend la forme d’une mosaïque de vastes surfaces potentiellement ouvertes à la reconquête végétale. Cependant, une limite méthodologique est atteinte qui apparaît clairement dans la carte des faciès paysagers. Les trois auréoles morainiques qui se dessinent sont tributaires des clichés photographiques dont nous disposons pour dater les dépôts morainiques et non d’un changement floristique identifié sur le terrain. Cartographiquement, les limites entre les trois stades de développement floristiques suivent les positions des fronts du glacier et ne sont pas identifiables par un changement floristique sur le terrain.

Bibliographie

Des DOI sont automatiquement ajoutés aux références bibliographiques par Bilbo, l’outil d’annotation bibliographique d’OpenEdition. Ces références bibliographiques peuvent être téléchargées dans les formats APA, Chicago et MLA.

BIBLIOGRAPHIE

ACIA, 2005. Impacts of a Warming Climate - Arctic Climate Impact Assessment. Corporate Author Arctic Monitoring and Assessment Program Secretariat. Cambridge, Cambridge University Press, 144 p.

Birks H.J.B., 1980. The present flora and vegetation of the Moraines of the Klutan Glacier, Yukon territory, Canada : a study in plant succession. Quaternary research, 14, p. 60-86.

Brossard Th., 1985. Évolution biogéographique d’un secteur de moraine au Svalbard (glacier Loven central) bilan quantitatif 1978-1981. Inter-Nord, 17, p. 33-46.

Brossard Th., Desservy G., Joly D., 1998. Le GPS comme source de données géographiques à grande échelle. L’espace géographique, 1, p. 23-30.

Chapin III F.S., Walker L.R., Fastie C.L., Sharman L.C., 1994. Mechanisms of primary succession following deglaciation at Glacier Bay, Alaska. Ecological Monographs, 64, p. 149-175.

Elvebakk A., 1997. Tundra diversity and ecological characteristics of Svalbard. In : Wielgolaski F. E. (ed.). Ecosystems of the world, Oxford. 3, Chap. 15, p. 347-359.

Elven R., 1978. Association analysis of moraine vegetation at the glacier Hardangerjökulen, Finse, South Norway. Norwegian journal of botany, 3, p. 171-191.

Forman S.L., 1990. Post-glacial relative sea-level history of northwestern Spitsbergen, Svalbard. Geological Society of America Bulletin, 102, p. 1580-1590.

10.2307/3237225 :

Frenot Y., Gloaguen J.C., Cannavacciuolo M., Bellido A., 1998. Primary succession on glacier forelands in the subantarctic Kerguelen Islands. Journal of vegetation Science, 9, p. 75-84.

Fury R., Joly D., 2003. Analyse microclimatologique des variations du vent en fonction des températures au Spitsberg. Publication de l’Association Internationale de Climatologie, 15, p. 200-206.

Helm D.J., Allen E.B., 1995. Vegetation chronosequence near Exit Glacier, Kenai Fjords National Park, Alaska, U.S.A. Arctic and Alpine research, 27, p. 246-257.

10.1046/j.1365-2745.2003.00786.x :

Hodkinson I.D., Coulson S.J., Webb N.R., 2003. Community along proglacial chronosequences in the high Arctic : vegetation and soil development in north-west Svalbard. Journal of Ecology, 91, p. 651-663.

10.1046/j.1365-2745.2002.00696.x :

Hodkinson I.D., Webb N.R., Coulson S.J., 2002. Primary community assembly on land - the missing stages : why are the heterotrophic organisms always the first ? Journal of Ecology, 90, p. 569-577.

Joly D., Brossard Th., Dupont G., Elvebakk A., Fury R., Nilsen L., 1999. Localisation optimale de capteurs en vue de la modélisation des températures sur le piémont de deux glaciers au Spitsberg. Publications de l’Association Internationale de Climatologie, 12, p. 460-467.

10.1046/j.1365-2699.2003.00818.x :

Jones G.A., Henry G.H.R., 2003. Primary plant succession on recently deglaciated terrain in the Canadian High Arctic. Journal of biogeography, 30, p. 277-296.

Jumpponen A., Väre H., Mattson K.G., Ohtonen R., Trappe J.M., 1999. Characterization of « safe sites » for pioneers in primary succession on recently deglaciated terrain. Journal of Ecology, 87, p. 98-105.

10.3406/spgeo.1987.4245 :

Keersmaecker M.-L., 1987. Stratégie d’échantillonnage des données de terrain intégrées dans l’analyse des images satellitaires. L’Espace Géographique, 3, p. 195-205.

10.1657/1523-0430(2003)035[0377:CIDIDG]2.0.CO;2 :

Kume A., Bekku Y.S., Hamba Y.T., Kanda H., 2003. Carbon isotope discrimination in diverging growth forms of Saxifraga oppositifolia in different successional stages in a High Arctic glacier foreland. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, 35, p. 377-383.

Laffly D., Moreau M., 2004. Aux premiers temps des paysages dans le haut-Arctique. In : Rencontres interdisciplinaires sur les systèmes complexes et naturels, le temps dans les systèmes complexes. 11e journées de Rochebrune, Rochebrune, 25 janvier-1er février 2004, p. 151-165.

Lefauconnier B., 1987. Fluctuations glaciaires dans le Kongsfjord. Analyses et conséquences. Thèse de géographie physique, Grenoble, Institut de géographie alpine, Université de Grenoble 1, 252 p.

Matthews J.A., 1992. The ecology of recently-deglaciated terrain. A geoecological approach to glacier forelands and primary succession. Cambridge, University press, 386 p.

Matthews J.A., Whittaker R.J., 1987. Vegetation succession on the storbreen glacier foreland, Jotunheimen, Norway : a review. Arctic and Alpine research, 19, p. 385-395.

Minami Y., Kanda H., Masuzawa T., 1996. The relation-ship between distribution of bryophytes and soil conditions on deglaciated arctic terrain in Ny-Ålesund. Polar biology, 9, p. 307-312.

Mizuno K., 1998. Succession processes of alpine vegetation in response to glacial fluctuations of tyndall glacier, Mt. Kenya, Kenya. Arctic and Alpine Research, 30, p. 340-348.

Moreau M., 2003. La reconquête végétale des marges libérées des glaces, depuis la fin du Petit Âge Glaciaire, au Spitsberg. Bulletin de l’Association des Géographes Français, 80, p. 377-385.

10.4000/norois.647 :

Moreau M., 2005. Contexte environnemental et colonisation végétale des moraines récentes : étude comparée de deux glaciers en versant nord et sud de la presqu’île de Brøgger, Svalbard (79°N). Norois, 194, p. 73-84.

Moreau M., Laffly D., Joly D., Brossard Th., 2005. Analysing the plant colonization on moraine since the end of the Little Ice Age by means of remote sensed data and a Bayesian approach. Remote Sensing of Environment, 99, p. 244-253.

Moreau M., Mercier D., Laffly D., 2004. Un siècle de dynamiques paraglaciaires et végétales au Svalbard (Midre Lovénbreen, Spitsberg nord-occidental). Géomorphologie, 2, p. 157-168.

Nilsen L., Brossard T., Joly D., 1996. Mapping plant communities in a local Arctic landscape applying scanned infrared aerial photographs in a geographic information system. In : Proceedings of the Fourth Symposium on Remote Sensing of the Polar Environments, Lyngby, 29 April-1 May 1996, p. 159-168.

Nilsen L., Elvebakk A., Brossard Th., Joly D., 1999. Mapping and analysing arctic vegetation : evaluating a method coupling numerical classification of vegetation data with SPOT satellite data in probability model. International Journal of Remote Sensing, 20, p. 2947-2977.

Nimis P. L., 1985. Structure and floristic composition of a high Arctic tundra : Ny-Ålesund. Inter-Nord, 17, p. 47-58.

10.1007/s004420050782 :

Ohtonen R., Fritze H., Pennanen T., Jumpponen A., Trappe J., 1999. Ecosystem properties and microbial community changes in primary succession on a glacier forefront. Oecologia, 119, p. 239-246.

10.1657/1523-0430(2006)38[421:VSPADC]2.0.CO;2 :

Raffl C., Mallaun M., Mayer R., Erschbamer B., 2006. Vegetation succession pattern and diversity changes in a glacier valley, central Alps, Austria. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, 38, p. 421-428.

Serreze M.C., Walsh J.E., Chapin IIIF.S., Osterkamp T., Dyurgerov M., Romanovsky V., Oechel W.C., Morison J., Zhang T., Barry R.G., 2000. Observational evidence of recent change in the northern high-latitude environment. Climatic Change, 46, p. 159-207.

Sommerville P., Mark A.F., Wilson J.B., 1982. Plant succession on moraines of the hupper Dart Valley, southern South Island, New Zealand. New Zealand Journal of Botany, 20, p. 227-244.

Stöcklin J., Bäumler E., 1996. Seed rain, seedling establishment and clonal growth strategies on a glacier foreland. Journal of vegetation science, 7, p. 45-56.

Uchida M., Nakatsubo T., Kanda H., Koizumi H., 2006. Estimation of the annual primary production of the lichen Cetrariella delisei in the glacier foreland in the High Arctic, Ny-Ålesund, Svalbard. Polar Research, 25, p. 39-49.

10.2307/2845531 :

Vetaas O.R., 1994. Primary succession of plant assemblages on a glacier foreland - Bødalsbreen, southern Norway. Journal of Biogeography, 21, p. 297-308.

10.2307/3237371 :

Vetaas O.R., 1997. Relationship between floristic gradients in a primary succession. Journal of vegetation science, 8, p. 665-676.

Wardle P., 1980. Primary succession in Westland National Park and its vicinity, New Zealand. New Zealand Journal of Botany, 18, p. 221-232.

Watson R.T., Zinyoxera M.C., Moss R.H., Dokken D.J., 1997. The regional impacts of climate change : an assessment of vulnerability. Special Report of IPCC Working group II, Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, 517 p.


Le texte seul est utilisable sous licence Licence OpenEdition Books. Les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés) sont « Tous droits réservés », sauf mention contraire.