Étude de l'impact d'incendies de forêt répétés sur la biodiversité et sur les sols. Recherche d'indicateurs. Rapport final détaillé.

Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines. Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant. Un jeu d'indicateurs de l'état et de l'évolution de l'écosystème a été retenu, basé sur des paramètres biologiques, physiques et chimiques.