Response of Swiss subalpine-alpine vegetation to recent climate changes and consequences on soil organic matter dynamics

L'impact des changements climatiques sur la flore des sommets alpins est bien connu, mais il l’est beaucoup moins sur la vegetation subalpine-alpine. De plus, a ces altitudes, les etudes decrivant les sols et les formes d’humus, ainsi que les facteurs controlant leur distribution, restent tres peu nombreuses. L’impact des changements climatiques sur la matiere organique (MO) du sol est actuellement debattu dans la litterature scientifique. Dans ce contexte, il est necessaire d’identifier les facteurs ecosystemiques regulant la dynamique de la MO du sol. Le but de cette recherche est d’etudier (i) la reaction des principaux types de vegetation subalpins-alpins aux changements climatiques recents, (ii) les sols et les formes d’humus auxquels ces types sont associes, et (iii) les facteurs ecosystemiques qui controlent la distribution des formes d’humus et la stabilite de la MO dans l’environnement alpin. Trois sites d’etude ont ete selectionnes en Suisse dans les Alpes du Nord et les Alpes internes occidentales. Huit types de vegetation, representatifs de l’etage subalpin-alpin et couvrant un gradient d’acidite et d’humidite du sol, ont ete selectionnes. Des releves floristiques recents ont ete compares avec des releves historiques (25-50 ans), les sols et les formes d’humus correspondantes ont ete decrits, et la stabilite de la MO a ete etudiee thermiquement (pyrolyse Rock-Eval). La composition et le recouvrement specifique des pelouses calcaires et acides sont restes tres stables. En revanche, les communautes dependantes d'un long enneigement (combes a neige) ont change. Plusieurs especes, arrivant des pelouses avoisinantes, ont augmente en frequence et recouvrement, probablement en raison des fontes des neiges progressivement plus precoces et des saisons vegetatives plus longues. Une grande diversite de sols et de formes d’humus caracterise les huit types de vegetation. Cependant, la distribution des formes d’humus reste surtout controlee par le materiel parental du sol, le climat, et la topographie. La vegetation ne jouerait donc qu’un role mineur. Les formes d’humus de type Mull ont ete observees sur tout le gradient altitudinal (1698-2697 m), mais plus specifiquement aux altitudes inferieures, sur calcaire. Les Moders et Mors, par contre, sont associes aux altitudes elevees et aux materiaux parentaux siliceux. Une topographie en cuvette est determinante pour la presence des formes Anmoor. Les racines sont abondantes dans les sols etudies, surtout sur les pentes raides. Les cles de determination des formes d’humus actuellement disponibles se sont montrees en partie inappropriees pour le milieu alpin et des adaptations sont suggerees. Les facteurs ecosystemiques qui controlent la dynamique de la MO sont apparus comme dependants de l’horizon considere. Le type de vegetation influencerait la stabilite thermique de la MO dans la litiere mais pas dans les autres horizons du sol. Dans les horizons organo-mineraux et mineraux, le taux d’approvisionnement en materiel organique frais et les caracteristiques physico-chimiques du milieu pedologique controleraient la stabilite thermique de la MO. Cette etude confirme que les facteurs affectant le destin de la MO du sol sont nombreux, specifiques au type d’horizon et de sol consideres, et hautement interconnectes. L'evolution de la vegetation induite par les changements climatiques recents va probablement avoir un impact limite sur la dynamique de la MO des sols aux etages subalpins-alpins.