ZONE ATELIER ALPES (ZAA)

A. Equilibre dynamique agriculture-biodiversité-tourisme sous différentes contraintes abiotiques (dont le climat) et historiques, et dynamiques des écosystèmes associées.

Positionnement par rapport aux 3 axes majeurs visés par la ZA

• Ecosystèmes subalpins fauchés, pâturés ou abandonnés (landes) ; biodiversité et fonctionnement biogéochimique.
• Usages : pastoraux, touristiques (stations de ski et tourisme estival), conservation.
• Climat : subalpin (pluviométrie variable au sein du site) ; effets des variations d’enneigement, de la sècheresse estivale, et des évènements de pluies intenses ; déposition d’azote atmosphérique.

Problématique générale

Les prairies subalpines sont des écosystèmes qui doivent leur existence et leur forte diversité biologique (végétale, insectes, avifaune) à l’action humaine pluri-séculaire, et en particulier à la gestion pastorale (fertilisation, fauche, pâturage). Ce sont donc par définition des systèmes écologiques en équilibre instable, particulièrement sensibles aux changements des usages, et aux autres changements de l’environnement (climat en particulier). Dans un contexte de réorganisation des espaces de production agricole à l’échelle nationale et européenne, ces agro-écosystèmes ont été l’objet d’une forte dynamique depuis les années 1950, notamment avec l’accentuation des contrastes entre zones utilisées intensivement pour l’agriculture ou le tourisme (en particulier hivernal) et zones peu ou plus utilisées. L’objectif des recherches sur les prairies subalpines du site Oisans est donc de comprendre pour pouvoir les projeter dans le futur, les dynamiques couplées entre agriculture, biodiversité et tourisme, en relation avec le contexte socio-économique local et régional, et avec le climat.

Depuis 1980 le Cemagref analyse la dynamique de communautés végétales soumises à un pâturage bovin et ovin, sur un domaine pastoral d’altitude qui est aussi un domaine skiable (alpages d’Huez et de Villard-Reculas). Aux côtés des préoccupations touchant au fonctionnement des écosystèmes, la question du multi-usage de l’espace est centrale : biodiversité, pastoralisme, pistes de ski (création, damage, canons à neige, revégétalisation), activités touristiques estivales concurrentes sur l’espace (équitation, aéromodélisme, randonnée, VTT,…). Ces usages et ces écosystèmes risquent par ailleurs de subir des évolutions importantes dans un contexte de réchauffement climatique.

Depuis 2003, l’adret de Villar d’Arène fait l’objet d’une étude pluridisciplinaire visant à quantifier les effets de l’utilisation agricole actuelle et passée sur la biodiversité et le fonctionnement biogéochimique, et leurs conséquences sur les services écologiques fournis aux résidents et aux touristes, maintenant et dans un futur incertain (climat, forçages sociétaux). Les mesures sur le terrain cherchent à analyser la dynamique des communautés et leurs mécanismes, et mettre en relation la diversité fonctionnelle végétale avec les cycles de l’azote et de l’eau, sous différentes modalités de gestion actuelle et passée, et selon les variations climatiques (naturelles ou manipulées). Ces mesures alimentent une approche par la modélisation de scénarios intégrés climat-utilisation des terres. Les impacts écologiques sont traduits en termes de services écologiques par un travail avec les résidents de Villar d’Arène et les acteurs régionaux.

Dispositifs d’observation et d’expérimentation

• Adret de Villar d’Arène : Manipulations climatiques et de gestion des parcelles (depuis 2005) Adret de Villar d’Arène : Parcelles appareillées pour les mesures micrométéorologiques et les mesures des flux hydriques (depuis 2004 et 2007)
• Dispositif expérimental de 6 stations mises en défens, non pâturées (3 sur Huez, 3 sur Villard-Reculas) et 10 stations pâturées (5 sur Huez, 5 sur Villard-Reculas). Les troupeaux utilisateurs : environ 300 génisses du Groupement Pastoral sur l’Alpe d’Huez, environ 1100 moutons transhumants sur Villard-Reculas.
• Couples de stations (10mx10m), avec ou sans pâturage depuis 27 ans, sur les alpages de l’Alpe d’Huez / Villard Reculas

Données environnementales

Données météorologiques et environnementales

• MNT à 10 m de la zone d’étude Lautaret-Galibier
• Données météo de la SAJF (saison de végétation depuis 1997 ; année depuis 2004)
• Données météo de la station automatique de l’IGA (Plan de l’Alpe) (30 ans)
• Données de débit sur la Haute Romanche (station de Besse en Oisans – 30 ans)

Données sur les pratiques

• Adret de Villar d’Arène : Série de photos aériennes et cadastres anciens (chronoséquence depuis le XIXème s.) digitalisés sous SIG et interprétés sous forme de cartes d’utilisation des terres
• Alpages de Villard-Reculas et de l’Alpe d’Huez : Mesures des charges animales réellement appliquées chaque année, Mesures sur le comportement spatial animal, Mesures sur la productivité animale. Caractérisation des pratiques pastorales appliquées chaque été.

Données écologiques

• Lautaret-Galibier : cartographies en 1934, 1950, 2006/7
• Lautaret-Galibier : Inventaires floristiques et mesures diverses des caractéristiques des plantes, du fonctionnement des écosystèmes, du microclimat et des paramètres de sol pour des stations d’étude à long terme (sous base de données)
• Inventaires de diversité animale sur l’adret de Villar d’Arène : avifaune (2004) et entomofaune (1982 ; reprise prévue), Parc National des Ecrins.
• Inventaires Natura 2000 zone Lautaret-Combeynot (2002).
• Un ensemble de cartes des éco-faciès sur Alpe d’Huez, Villard-Reculas, Tête Noire du Galibier (années 1970-80)
• Les données relevées sur la végétation depuis 27 ans sur les dispositifs de Huez et Villard-Reculas : relevés linéaires de végétation, relevés exhaustifs de végétation, diversité spécifique, valeur pastorale, phytomasse aérienne produite, valeur énergétique et azotée, potentialités fourragères, mesures sur la régénération des ligneux ; mesure des productions de biomasses respectives de la partie herbacée de la pelouse et des ligneux bas
• Scènes satellitales LANDSAT TM, SPOT (1984-1988-2001), Cartes physionomiques numériques, photographies aériennes, données météorologiques de l’altiport d’Huez.

Disciplines impliquées

Ecologie des communautés, biogéochimie, sociologie, géographie, agronomie, biochimie.

Partenaires

Laboratoires de recherche
LECA, Cemagref, SAJF, LTHE, LGGE, LEM

Acteurs du territoire
Parc National des Ecrins, Conservatoire Botanique de Gap Charance, Associations Foncières Pastorales d’Huez et de Villar d’Arène, Chambre d’Agriculture des Hautes-Alpes, Fédération des Alpages de l’Isère (FAI), Groupement Pastoral d’Huez-Villard-reculas, Association Gentiana, Conseil Général de l’Isère.

B. Effets des changements climatiques sur la diversité végétale et microbienne, le fonctionnement biogéochimique, et les services écologiques fournis par les pelouses alpines d’altitude.

Positionnement par rapport aux 3 axes majeurs visés par la ZA

• climat alpin d’altitude et changements de l’enneigement
• écosystèmes de pelouses alpines, diversité fonctionnelle végétale, diversité microbienne, microbiologie environnementale.
• cycle du carbone et séquestration du carbone dans les sols alpins.

Problématique générale

La problématique générale est celle de la compréhension du fonctionnement biogéochimique des écosystèmes froids et enneigés dans un contexte de réchauffement global. Le projet vise à déterminer quels sont les effets de la topographie et de la durée d’enneigement sur les diversités et le fonctionnement des pelouses alpines. La diversité des traits végétaux et la diversité du compartiment microbien du sol (champignons et bactéries) sont analysées de manière comparative le long de gradients de topographie et au cours de la saison. L’étude fonctionnelle porte principalement sur le cycle biogéochimique du carbone, et notamment les étapes de fixation du CO2 par les canopées, la décomposition des litières et la biominéralisation du carbone récalcitrant. Les perspectives sont d’intégrer spatialement et temporellement les mesures de flux à l’échelle du paysage en recourant à l’imagerie aérienne et satellite et à la modélisation. Le volet de microbiologie environnementale est financé par l’ANR « MICROALPES ».

Dispositifs d’observation et d’expérimentation

• Suivi de la diversité végétale sur la zone Lautaret-Galibier : cartographies en 1934, 1950, 2006/7.
• Mesures en continu de températures sur des sites alpins entre 2500 et 2700 m depuis 1999.
• Depuis mai 2005, suivi moléculaire des populations procaryotes et fongiques d’un site appareillé (environ 100 souches fongiques et 70 souches bactériennes isolées sur le site).
• Réseau d’observation de la végétation Guisane : 160 points de mesures de composition floristique et des traits fonctionnels à partir de 2007

Disciplines impliquées

Ecologie végétale et microbienne, biogéochimie, biogéographie, télédétection.

Partenaires

Laboratoires de recherche
LECA, SAJF, LTHE, CERMAV

Acteurs du territoire
Parc National des Ecrins, Conservatoire Botanique de Gap Charance.