Tourbière

Une tourbière est une zone humide caractérisée par l'accumulation progressive de la tourbe, un sol caractérisé par sa très forte teneur en matière organique, peu ou pas décomposée, d'origine végétale. C'est un écosystème particulier et fragile dont les caractéristiques en font un puits de carbone, car il y a plus de synthèse de matière organique que de dégradation.

Tourbière humide du lac de Lispach (Vosges, France)

Tourbière protégée de l'étang de Machais, commune de La Bresse (Vosges, France)

[modifier] Conditions d'apparition et de maintien des tourbières

L'apparition et le maintien des tourbières dépendent de certains facteurs, tels que :

[modifier] Le bilan hydrique

Le bilan hydrique doit être nul ou positif, de sorte que le milieu soit presque constamment inondé ou gorgé d'eau. Les milieux aquatiques sont pauvres en dioxygène et c'est une cause de la préservation de la matière organique. Cette abondance en eau peut être dûe à divers facteurs:

• le relief, qui doit permettre d'une manière ou d'une autre une stagnation de l'eau.
• Une pluviométrie importante supérieure à l'évapotranspiration.
• Un sous-sol rocheux relativement imperméable limitant les pertes d'eau par infiltration.

[modifier] Le climat

On trouve des tourbières de milieu tempéré et de milieu tropical.

• En zone tempérée, la température doit être faible, ce qui ralentit encore les processus de décomposition de la matière organique morte.
• En zone tropicale, ce sont les précipitations importantes, qui compensent l'importante évapotranspiration.

[modifier] Facteurs qui maintiennent le milieu tourbeux

• une flore particulière, qui peut parfois sur des pentes (« tourbières de pentes ») freiner ou stocker l'eau (sphaignes sur sols acides ou acidifiés, les roseaux étant plus caractéristiques des zones alcalines)
• l'acidité naturelle (fréquente en zone tropicale) ou autoentretenue (par exemple par les sphaignes) du sols est un facteur qui ralentit la décomposition de la lignine et des plantes dans le cas des tourbières acides. Dans ce cas, les tourbières sont souvent liées aussi à une pauvreté trophique du sol (qui n'implique pas une faible biodiversité).

[modifier] Classification et typologie des tourbières

Il existe de nombreux types de tourbières, selon leur latitude, altitude, région biogéographique, géologie, écologie, etc. Comme les autres zones humides, ces écosystèmes abritent une biodiversité élevée et très souvent des espèces rares, devenues rares, ou dont les conditions de vie sont fragiles. La végétation et la faune y présentent souvent des adaptations ou caractéristiques singulières, parfois uniques : les plantes carnivores comme les Rossolis ou les Utriculaires, les plantes boréales, le Lézard vivipare, de nombreux invertébrés rares, etc. sont caractéristiques des tourbières et parfois leurs sont inféodés.

La classification des tourbières est encore en discussion dans la communauté scientifique. Il est parfois difficile de faire la distinction entre deux types, ou de « classer une tourbière » dans une catégorie, d'autant qu'il existe des complexes tourbeux composés de deux ou plusieurs types de tourbières.

Le classement peut s'effectuer selon plusieurs critères :

• le pH
  • les tourbières acides à sphaigne, de pH inférieur à 4,
  • les tourbières alcalines à carex, de pH supérieur à 6.
• le mode d'alimentation en eau :
  • tourbière soligène : ce sont les tourbières de pentes et de sources, elles sont situées sur une pente et sont alimentées par les eaux de ruissellement ou directement par une source adjacente ;
  • tourbière topogène : cette catégorie de tourbière est située en fond de vallon ou dans une cuvette ou dépression quelconque ;
  • tourbière limnogène : ce type de tourbière se développe à partir des berges d'un lac, en colonisant progressivement la surface en eau jusqu'à complètement la recouvrir ;
  • tourbière fluviogène : située à proximité d'un fleuve ou un grand cours d'eau, ce type de tourbière est alimentée en eau par la nappe d'eau souterraine et/ou ponctuellement par les crues du fleuve voisin, qui apportent à la fois une nouvelle quantité d'eau et des alluvions.

• on distingue encore deux types d'alimentation en eau de la tourbière :
  • une tourbière minérotrophe (fen en anglais) est alimentée par des eaux de ruissellement et par la nappe souterraine en majorité, et donc alimentée en éléments minéraux en provenance du sous-sol minéral,
  • une tourbière dite ombrotrophe (bog en anglais) est alimentée en eau uniquement par les précipitations atmosphériques. Déconnectée de la nappe phréatique, la tourbière s'assèche progressivement, et le sol et l'eau que l'on y trouve est souvent plus acide et plus pauvre en éléments minéraux nutritifs que les tourbières minérotrophes.

En fonction de l'épaisseur de la tourbe, et de sa teneur en matière organique, on distingue également les zones paratourbeuses (où l'épaisseur de tourbe est encore peu importante, dans les zones récentes comme les carrières ou gravières abandonnées), et les zones semi-tourbeuses (à teneur en matière organique plus faible).

[modifier] Formation des tourbières et de la tourbe

Tourbière de Longéroux (Corrèze)

Lac Estivadoux (Puy-de-Dôme)

La formation de la tourbe, au cœur de l'existence de la tourbière, peut être appelée turbigenèse, turfigenèse, turbification ou tourbification. C'est l'élément fondamental de l'existence de la tourbière. C'est l'accumulation progressive de matière organique non décomposée (essentiellement végétale) et son tassement qui contribue au fil du temps à former la tourbe.

La tourbe se développe en général dans un milieu presque constamment gorgé d'eau, sous un climat frais et humide, conditions très défavorables à la décomposition de la matière organique. De ce fait, la tourbe se caractérise par sa très forte quantité de matières organiques mortes non décomposées, dont la teneur peut aller jusqu'à 80 à 90%.

On distingue schématiquement trois types de tourbe :

• tourbe blonde : formée par sphaignes, gorgée d'eau, structure fibrique, acide, riche en Carbone organique ;
• tourbe brune
• tourbe noire : formée par joncs et laîches, moins gorgée d'eau car plus dense, structure mésique à saprique, ph moins acide que les deux précédentes, plus minéralisée ;

De façon schématique, une tourbière "classique" (c'est-à-dire au sens le plus courant : les lacs-tourbières) connaît plusieurs phases de développement : depuis le comblement progressif d'une dépression naturelle remplie d'eau par des plantes partant du bord, passant par la constitution d'un véritable tapis végétal s'épaississant petit à petit jusqu'à gonflement du tapis et rejet de l'eau à la périphérie. La tourbière s'assèche progressivement, et devient inactive (c’est-à-dire qu'il n'y a plus de formation de tourbe), et cela se traduit par son affaissement, et souvent par son boisement.

[modifier] Faune et Flore

Sphaignes

Tige de Sphagnum cuspidatum

Les végétaux affectionnant ces milieux sont dits hygrophiles. Ce sont, entre autres, les mousses et en particulier les sphaignes, mais aussi de nombreux joncs et carex... dont les résidus forment après plusieurs siècles la tourbe.

Les sphaignes sont les représentantes principales de la strate muscinale d'une tourbière, et sont à l'origine de la tourbification de par leurs caractéristiques particulières, comme l'accroissement continu et leur capacité à acidifier le milieu. Même mortes, les sphaignes peuvent conserver une importante quantité d'eau, contribuant à entretenir en surface des tourbières un microclimat humide et plus frais, même en pleine sécheresse. Dans les milieux naturellement peu alcalins, les sphaignes captent et séquestrent naturellement le peu d'ions calcium biodisponibles, entretenant un milieu très acide et oligotrophe. Elles disparaissent cependant en cas d'apport de calcaire, comme les droseras, plantes carnivores qui les accompagnent parfois. D’autres plantes sont les Carex, linaigrette et la molinie, et des arbustes de la famille des éricacées (bruyère, callune, etc.). On y trouve parfois des arbres tels que l’épicéa.

Les tourbières, étant souvent situées dans des secteurs froids ou à humidité très élevée durant une grande partie de l'année, accueillent très souvent des espèces relictuelles des périodes glaciaires. Des plantes comme la Ligulaire de Sibérie, ou le Saule des Lappons, trouvent ainsi refuge dans les tourbières, parfois très loin de leur aire actuelle de répartition située dans les zones boréales.

[modifier] Arbres et tourbières :

Certaines tourbières sont plus ou moins boisés voire enforestées (avec en zone tropicale jusqu'à plus de 1000 arbres par ha, et plus de 100 espèces différentes appartenant à des dizaines de genres et familles pour un seul hectare).

[modifier] En zone tempérée et froide

Les arbres sont rares dans les tourbières très humides et fraiches, et la surface terrière (« G ») moyenne ou totale y est généralement faible.
Dans l'hémisphère nord, ce sont par exemple le bouleau (en périphérie) et des saules, souvent nains ou rampants et à croissance très lente tels que Salix repens, Salix retusa, Salix herbacea, Salix lapponum et quelques buissons et parfois de grands résineux (pins...).

[modifier] En zone tropicale

La tourbe s'y est souvent accumulée sur plusieurs dizaines de mètres d'épaisseur. Ces tourbières ont été épargnées par les glaciations et elles bénéficient en outre d'un climat annuel souvent plus stable, ce qui explique que la diversité des arbres qui se sont adaptés aux sols tourbeux est souvent très élevée.
La surface terrière de chaque arbre y est plus faible qu'ailleurs en forêt tropicale, mais elle est compensée par une surface terrière totale parfois très élevée en raison d'une densité d'arbres/ha beaucoup plus élevée qu'en zone tempérée. par exemple ; sur 12 parcelles étudiées à Kalimantan (Indonésie), G (surface terrière) variait de 6,37m2/ha (7 ans après une coupe rase) à 52,40 m2/ha, avec une moyenne de de 26,8 m2/ha (soit plus que les 22,5 m2/ha^[1] qui sont la moyenne pour la forêt publique en France métropolitaine) pour ces 12 sites de tourbières boisées ou naturellement enforestées.^[2].

À titre d'exemples:

• une parcelle de 70 mètres x 150 mètres (1,05 hectares) de forêt ancienne marécageuse (19 à 40 m d'épaisseur de tourbe) a été inventoriée près du village de Mensemat, comté de Sambas, à l'Ouest de l'île de Kalimantan (Indonésie)^[3] :

- Pour les arbres de plus de 10 cm de diamètre, les scientifiques y ont relevé une densité de 698 arbres/ha, et 86 espèces différentes (58 genres, 31 familles), soit plus que ce qu'on pourrait trouver dans toute l'Europe.

- Ce à quoi il faut ajouter une densité de 5043 petits arbres/ha (2 à 10 cm de diamètre) qui eux appartenaient à plus de 100 espèces (67 genres appartenant à 33 familles).

Dans ce cas, il semble donc que 15 % des esssences n'y peuvent atteindre l'âge adulte. Par ailleurs, comme en zone tempérée, les arbres y croissent lentement et sont plus petits et de diamètre inférieur. Ils appartenaient aux familles suivantes : Euphorbiaceae, Annonaceae et Diptérocarpacées. La plupart des arbres étaient de faible diamètre (diam de 2 à 30 cm), les plus grands dépassant rarement un diamètre de 60 centimètres.. Concernant la densité d'arbre et leur diversité, il ne s'agit pas d'un exemple isolé...

• En 1994, Sudarmanto a relevé ^[4] sur un seul hectare 433 arbres arbres de plus de 10 cm de diamètre, appartenants à 122 espèces dans un marais forestiers du parc national de Gunung Palung dans cette même région (ouest de Kalimantan) ;
• Dans un autre parc national (Tanjung Puting, au entre de Kalimantan), Mirmanto (1999) a compté^[5] 728 arbres de plus de 5 cm de diamètre sur un seul hectare, appartenant à 96 espèces et dans ce même parc, Hamidi avait près de 10 ans avant déjà relevé^[6] 108 espèces d'arbres sur seulement 0.75ha (812 espèces d'arbres/ha) ;
• Saribi et Riswan en 1997 enregistraient^[7] une densité d'arbres encore plus élevée (1004 arbres/ha) dans une autre forêt sur tourbière (Nyaru Menteng Arboretum, Centre de Kalimantan, mais dans ce cas avec une diversité plus faible d'essences (64 espèces estimées à partir d'une identification de la moitié de la parcelle étudiée, sur 0,5ha)^[8].

Croissance des arbres : Des chercheurs ont suivi^[9] la croissance des arbres d'une tourbière sur une parcelle de 1 ha dans le Parc national de Tanjung Putting créé en 1998 sur l'île indonésienne de Kalimantan. La circonférence moyenne des arbres s'est accrue de 0,9 cm/an, variant de 0,4 cm/an à 3,9 cm/an. Ceux qui grossisent le plus vite sont ceux dont le diamètre est compris entre 30 et 40 cm.
Parmi les arbres de diamètre > à 4,8 cm, de 1998 à 1999, 27 arbres sont morts, et 49 ont été "recrutés".
La surface terrière totale est passée de 40,77 m2/ha à 41,89 m2/ha ; 0,62 m2/ha ont été perdus (en arbre mort) compensés par + 0,76 m2/ha gagnés en croisance. 0,98 m2/ha correspondent au recrutement. La composition floristiques est restée quasi-stable.

[modifier] Faune des tourbières

Lézard vivipare	Grenouille rousse	Damier de la succise	Azuré de la sanguisorbe
Leucorrhine à gros thorax	Vison d'Europe

Flore des tourbières

Droséra à feuilles rondes	Sphagnum fallax	Utriculaire	Linaigrette à feuilles étroites
Canneberge	Bruyère callune

[modifier] Les nombreux intérêts des tourbières pour l'homme

[modifier] Valeur patrimoniale : les habitats naturels, la faune et la flore

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[modifier] Valeur écologique : rôle dans le cycle de l'eau

La majorité des tourbières sont situées dans les zones de moyenne et haute montagne, près des sources des grands fleuves et rivières. On dit qu'elles sont en « tête de bassin versant ». Comme les autres types de zones humides, elles ont un rôle important dans le cycle de l'eau :

• rétention de l'eau : les tourbières jouent un rôle de régulation des flux hydriques, en retenant l'eau pendant une période plus ou moins longue avant de la restituer au milieu. Cela est notamment dû aux caractéristiques des sphaignes, qui se comportent comme de véritables éponges. En régulant le débit de l'eau, les tourbières permettent d'adoucir les phénomènes de crue. Et en restituant progressivement l'eau au milieu, les tourbières maintiennent un débit d'eau minimal dans les cours d'eau en été (on parle de soutien des débits d'étiage) ;
• filtrage et assainissement de l'eau : les végétaux qui croissent en tourbière permettent de purifier l'eau qui la traverse, en utilisant pour leur croissance les matières minérales et organiques en excès, et permettent ainsi un assainissement de l'eau. Mais attention : un apport trop important de matières minérales déstabilise le fonctionnement même de la tourbière, en accélérant la dégradation de la matière organique morte, à l'origine même de la formation de tourbe. Passé un certain seuil, la matière organique stockée dans la tourbe est minéralisée, la végétation en surface est modifiée, les sphaignes disparaissent et la tourbière devient inactive.

[modifier] Valeur pédagogique

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[modifier] Valeur historique et paléologique : la mémoire des tourbières

Homme de Tollund préservé dans une tourbière depuis des siècles

Comme on l'a vu, la tourbe se forme dans un milieu constamment gorgé d'eau, et donc très pauvre en oxygène (on parle d'un milieu très peu oxydant). Cela permet à la matière organique de rester dans un bon état de conservation, même après des milliers d'années. Ainsi, le pollen des arbres, arbustes et plantes qui se dépose au gré de vent dans une tourbière reste conservé dans la tourbe, et s'accumule au fil des ans, des siècles, des millénaires. La tourbe constitue un enregistrement de l'état de la végétation passée.

L'étude des grains de pollens, la palynologie, a fait grand usage de cette propriété des tourbières. Comme pour la glaciologie où l'on peut réaliser des carottes de glace et y lire l'histoire du climat, les palynologues réalisent des carottes de tourbe pour y lire l'histoire de la végétation. Après préparation des échantillons, les différents types de grains de pollen sont identifiés et comptés, puis les différentes strates des carottes sont datées. On obtient ainsi un diagramme pollinique, qui retrace l'histoire de l'évolution de la végétation depuis que la tourbe l'a enregistrée.

En recoupant ces informations avec des études sur l'histoire des activités humaines, on peut avoir une idée plus précise des relations entre l'homme et le milieu naturel : défrichements, développement de la céréaliculture, plantations de résineux, pâturages, etc.

Ainsi quand une tourbière disparaît, c'est une partie de l'histoire des paysages anciens qui disparaît, mais également une partie de l'histoire du développement des populations humaines passées.

Pour plus de renseignements sur l'étude des pollens conservés dans les tourbières, consulter l'article : palynologie.

D'une manière générale, les vestiges organiques de toute sorte sont préservés : on a ainsi pu retrouver de nombreux corps humains momifiés à travers l'Europe du Nord, les hommes des tourbières. Ces cadavres nous renseignent notamment sur la culture et le mode de vie des hommes de l'âge du fer.

[modifier] Valeur économique : l'exploitation des tourbières

La forte teneur en matière organique de la tourbe en fait un très bon combustible (une fois séchée), traditionnellement exploitée dans les régions où les tourbières sont abondantes. On nomme cette activité le tourbage. L'extraction de la tourbe procède tout d'abord du creusement d'une fosse de tourbage, ou le dégagement d'un front de taille. À l'aide d'outils développés à cet effet, la tourbe est découpée en morceaux de la taille d'une brique, et empilée sur la tourbière. Gorgées d'eau, ce n'est qu'après avoir séché convenablement que les briques de tourbe pourront être utilisées pour le chauffage.

Une autre exploitation de la tourbe est l'horticulture, comme terreau, toujours du fait de sa grande teneur en matières organiques. La réglementation de protection des tourbières, qu'elle soit de niveau national, ou européen, ou même mondial, a notamment pour objectif de réduire l'impact négatif de cette activité sur les écosystèmes tourbeux, notamment de leur exploitation industrielle. De nombreux sites ont ainsi pu être réhabilités, et les projets d'exploitation industrielle de tourbières sont désormais moins nombreux, bien qu'encore présents, parfois au mépris de la fragilité du site.

briques de tourbe mises à sécher

Front de taille d'une fosse de tourbage

Front de taille en paliers

[modifier] Des écosystèmes menacés

L'exploitation industrielle de la tourbe (ici en Bélarus) est une des menaces qui pèsent sur ces milieux.

Le drainage préalable à l'exploitation a des impacts étendus et durables

Les tourbières sont des milieux naturels en régression en raison de leur exploitation, du drainage qui provoque leur minéralisation, parfois irréversible, et peut-être en raison des modifications climatiques et localement des teneurs de la pluie en nitrates d'origine agricole. On estime que les tourbières couvrent encore aujourd'hui (environs de l'an 2000) de trois à quatre millions de kilomètres carrés (selon la définition qu'on en retient) à l'échelle du globe (Joosten & Clarke 2002). Elles sont essentiellement situées en zone boréale, des latitudes 50° à 70° (au Canada, en Russie, en Fennoscandie et dans le Nord-Ouest européen (O'Neill 2000; Payette et Rochefort 2001). Au Canada, où des tourbières sont en voie de reconstitution, comme puits de carbone, elles recouvrent environ 170 millions d'hectares (Gorham 1990), soit 17% du territoire mais leur diversité écologique s'est souvent fortement dégradées, et comme en Europe elles sont victime de fragmentation écologique. Au Québec, elles couvrent de 7 à 9% de la superficie de la province (Buteau 1988; Keys 1992).

[modifier] La combustion du carbone des tourbières

Accumulée depuis des centaines de milliers d'années, la tourbe représenterait à l'échelle planétaire environ 500 Gt de carbone, soit environ soixante-dix ans d'émissions anthropiques. Elle est exploitée en zone tempérée depuis plus de 1000 ans comme combustible, mais de moins en moins.
En zone tropicale, certains incendies de forêt se prolongent parfois durant plusieurs mois par une lente combustion de la tourbe sous-jacente (dont l'épaisseur atteint parfois plusieurs dizaines de mètres). Ce problème concerne surtout les forêts d'Indonésie (Bornéo, Sumatra, Java, Kalimantan..), dont les sols concentrent 60 % de la tourbe mondiale. En tenant compte de ces rejets, l'Indonésie serait devenue le troisième émetteur de carbone après les Etats-unis et la Chine. ^[10]. Les fumées émises sont en outre à l'origine d'une pollution par l'ozone troposphérique.

[modifier] Toponymie

De nombreux noms et toponymes se rencontrent de par le monde dans les régions riches en tourbières. Dans les parties boréales du Canada, une vaste étendue de tourbière (ombrotrophe ou minérotrophe) est appelée muskeg. En France, dans les régions riches en tourbières, on trouve souvent des localités portant un nom proche ou dérivé de Sagne(s), ou Fagne(s). En Languedoc-Roussillon, les sagnes désignent les roselières, et sagneur est le nom de la personne récoltant les roseaux.

[modifier] Notes et références

[modifier] Voir aussi

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur les tourbières.

Voir « tourbière » sur le Wiktionnaire.

[modifier] Articles connexes

• Fondrière de mousse
• Marécage
• Tourbe
• Réserve naturelle des sagnes de La Godivelle

[modifier] Liens externes

• (fr) Pôle relais tourbières
• (fr) Visite guidée d'une tourbière
• (fr) Écologie des tourbières (Univ. Laval, Québec)
• (fr) [pdf] Diversité écologique d’un écosystème dans un paysage agricole : Tourbières du Bas-Saint-Laurent : Thèse, Daniel Lachance, Faculté des études supérieures de l’Université Laval, 2005 (Québec)
• (en) International Mire Conservation Group
• (fr) [pdf] Entre Terre et Eau : Agir pour les zones humides
• (fr) [pdf] Classification européenne Corine Biotopes : chapitre « Tourbières et marais »
• (en) [pdf] [http://www.ees.hokudai.ac.jp/coe21/E/indonesia/trpt99_4.pdf Floristic Composition of Peat Swamp Forest in

Mensemat-Sambas, West Kalimantan] : À propos de tourbières tropicales