Vegetation of tidal zones
Végétation et végétalisation des zones de marnage : déterminisme environnemental et perspectives liées à l'utilisation de la télédétection
Résumé
This study is in two parts.
The first part characterises the vegetation cover and specifies the critical environmental elements influencing the presence of vegetation in the tidal zone of the artificial reservoirs at Serre-Ponçon and Villerest. The second explores the possibilities offered by remote sensing for measuring the presence and progress of vegetation in the tidal zones of these two reservoirs.
At Serre-Ponçon, upstream of the Durance, the drawdown zone is uncovered during the winter and spring, when the water level falls by an average of 20 m, and flooded during the summer, when the water rises to its maximum level. Where vegetation is present, it develops in the belt covering an altitude of around 10 m below the maximum water level, on the gentle slopes of the former torrential alluvial fans, where a washed, gravelly sediment, which stabilises against wave action, covers the former soil horizon B, which acts as a reserve of water and mineral elements. Plants that are generally perennial partially colonise the upper part of the former alluvial fans. They have tap roots that enable them to explore buried soil horizons. Of these, Rorippa sylvestris offers the most promising vegetation potential. Remote sensing makes it possible to monitor the tidal range and to determine the progress of vegetation in areas where our observations showed it to be scarce.
At Villerest, downstream of the Grangent reservoir on the Loire, the tidal zone is uncovered during the summer, autumn and spring, when the water level falls by an average of 15 m, and flooded during the winter and spring, when the water rises to its maximum level. Annual plants colonise all the slopes, both steep and shallow, right down to the lowest levels, while perennials are poorly represented. Colonisation is lower where internal soil drainage is reduced. The success of annuals could be due to the fertilisation provided by blooms, linked to the trophic richness of the lake, while the seed bank could come from the upstream dam. Remote sensing makes it possible to determine the progression of vegetation over the course of the season, and has done so since spot images were first produced. This possibility could be put to good use on low-slope reservoirs.
Thus, if perennials dominate at Serre-Ponçon compared with annuals, and vice versa at Villerest, the age of the reservoir may be a factor, but probably also the position in the chain of reservoirs, which must influence seed density, and finally the trophic level of the reservoir, which must condition growth speed, which is the key factor for annuals. Serre-Ponçon is oligotrophic and upstream, Villerest is eutrophic and downstream. The perennials benefit from the presence of an old buried soil horizon, while the annuals benefit from fertilisation by water.
These observations are magnificently illustrated by the NDVI measurement on Spot images of the two reservoirs. Better still, this measurement makes it possible to monitor the dynamics of this vegetation over the course of the season, and over previous years, since these images became available.
These field surveys, combined with the satellite images, enable us to draw up an identity map of these tidal zones in different contexts and under different constraints. It may therefore be possible to extend this to all reservoirs.
Cette étude se compose de deux parties.
Dans la première, on caractérise la couverture végétale et précise les éléments environnementaux critiques influençant la présence de végétation sur la zone de marnage des retenues artificielles de Serre- Ponçon et de Villerest. Dans la deuxième, on explore les possibilités offertes par la télédétection pour mesurer la présence et la progression de la végétation sur les zones de marnage dans ces deux retenues
A Serre-Ponçon, en amont de la Durance, la zone de marnage est découverte durant l’hiver et le printemps, lorsque le niveau d’eau s’abaisse en moyenne de 20 m, et noyée durant l’été, lorsque l‘eau remonte à son niveau maximal. Lorsqu’elle est présente, la végétation se développe dans la ceinture couvrant environ 10 m d’altitude sous le niveau maximal des eaux, sur les pentes faibles des anciens cônes de déjection torrentiels, où un sédiment lavé et graveleux, qui assure une stabilisation vis à vis du batillage, recouvre l’ancien horizon B de sol, qui joue le rôle de réserve d’eau et d’éléments minéraux. Des plantes généralement pérennes colonisent partiellement la partie supérieure des anciens cônes de déjection. Elles possèdent des racines pivot leur permettant de prospecter les horizons de sols enfouis. Parmi celles-ci, Rorippa sylvestris offre le potentiel de végétalisation le plus prometteur. La télédétection permet de suivre le marnage et précise la progression de la végétation sur les zones où nos observations montraient qu’elle est peu présente.
A Villerest, à l’aval de la retenue de Grangent, sur la Loire, la zone de marnage est découverte durant l’été et l’automne et le printemps, lorsque le niveau d’eau s’abaisse en moyenne de 15 m, et noyée durant l’hiver et le printemps, lorsque l‘eau remonte à son niveau maximal. Les plantes annuelles colonisent très largement l’ensemble des pentes, faibles et fortes et jusqu’au niveaux les plus bas, tandis que les pérennes sont peu représentées. La colonisation est plus faible lorsque le drainage interne au sol est réduit. Le succès des annuelles pourrait provenir de la fertilisation assurée par les blooms, liés à la richesse trophique du lac, tandis que la banque de graines pourrait provenir du barrage en amont. La télédétection permet de préciser la progression de la végétation au cours de la saison, et ceci depuis que des images spot existent. Cette possibilité pourra être mise à profit sur les retenues en faible pente.
Ainsi, si les pérennes dominent à Serre-Ponçon par rapport aux annuelles, et vice-versa à Villerest, l’âge de la retenue peut être invoqué mais probablement aussi la position dans la chaine des retenues qui doit influencer la densité de graines, en enfin le niveau trophique de la retenue, qui doit conditionner la vitesse de croissance, qui est l’élément clé pour des annuelles. Serre-Ponçon est oligotrophe et en amont, Villerest est eutrophe et en aval. Les pérennes bénéficient de la présence d’un ancien horizon de sol enterré, les annuelles de la fertilisation par l’eau.
Les observations sont magnifiquement illustrées par la mesure du NDVI sur les images Spot des deux retenues. Mieux, cette mesure permet de suivre la dynamique de cette végétation au cours de la saison, et au cours des années précédentes, et ceci depuis que ces images sont disponibles.
Ces prospections de terrain, associées aux images satellites permettent de dresser une carte d’identité de ces zones de marnage dans différents contextes et sous différentes contraintes, et des opportunités qu’elles offrent. Une généralisation à l’ensemble des réservoirs est donc envisageable.
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