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Nous avons évoqué l’évolution des espèces (végétales et animales) dans l’histoire de la terre, mais une autre échelle doit être prise en compte pour comprendre le rôle et la dynamique du monde végétal en un lieu particulier, il s’agit de l’adaptation au biotope, conséquence d’un ensemble de choix permettant un bon fonctionnement de l’écosystème colonisant un espace.
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Si la plante prélève dans son environnement des photons (ensoleillement) et du CO2 (air) par ses feuilles, de l’eau, de l’azote et des sels minéraux par ses racines, elle sécrète des exsudats racinaires, qui sont des déchets dont le rôle toxique va permettre de limiter la compétition avec d’autres espèces. Pour certaines espèces au contraire, des sécrétions vont s’avérer favorables: c’est le cas pour les plantes adventives (signifie « poussent avec »), ex.: le Bouleau qui est un auxiliaire de croissance du Sapin, les chardons et les rumex, les hépatiques et le Buis, etc …
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La dynamique des événements est alors à prendre en compte : après la mise à nue d’une terre (incendie, labour des troupeaux ou charrue, fleuve qui divague…), on assiste à une explosion de plantes annuelles (ex.: le Bouillon blanc, le Souci, l’Ortie royale …) qui sont des pionnières. Il s’agit d’une espèce unique qui fait le vide autour d’elle par ses exsudats racinaires qui inhibent la germination des autres espèces.
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Mais, ces exsudats vont à la longue intoxiquer la plante elle-même : la seconde année vont apparaître des trous dans les tapis de plantes annuelles, dans lesquelles vont se développer les plantes biannuelles (1er année = rosette de feuilles, puis seconde année = fleurs, ex.: la Digitale, l’Onagre).
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Après s’installent les plantes vivaces herbacées (qui repartent tous les ans de leur racines, entre 3 et 10 ans, ex.: l’Arnica, les Chiendents, les Fougères, le Millepertuis …),
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puis les arbustives (plantes des haies : qui vivent entre 10 et 100 ans, ex.: les Ronces, les Bruyères, l’Eglantier, le Fusain …), enfin les arborescentes (qui vivent entre 100 et 500 ans).
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Ce schéma global doit être précisé, car il est susceptible d’adaptations propres aux conditions locales :
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—> pionnières des sables humides et limons : premières plantes rampantes, ex.: Lindernia gratioloïdes, Limosella aquatica (scrofulariacée) … seconde végétation dressée, ex.: Mentha pulegium, Gratiola off., Pulicaria vulgaris …
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—> pionnières des milieux dégradés par l’homme (lisiers, poulaillers, engrais = matière organique non compostée) : les « nitrophiles », ex.: Convolvulus arvensis, Polypodium aviculare, Rumex obtusifolius, Stellaria media (le Mouron blanc).
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—> plantes pionnières en forêt :
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—> pionnières en zone méditerranéenne (sols squelettiques -> forêt basse) : Thymus vulgaris, Satureia mont., Rosmarinus off…, après : Arbutus unedo, Phyllirea latifolia …, puis : Quercus ilex ou suber (le chêne liège), Smilax aspera (la salsepareille) …
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—> pionnières en milieu aquatique : Lemna minor (lentille d’eau = flottante), puis : Nuphar lut., Nymphea alba (nénuphars), enfin : Phragnites communis, Arundo donax (roseaux).
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L’agriculteur défriche la forêt et maintient le sol au stade annuel par ses labours. Au bout de quelques années, il observera l’apparition de plantes bisannuelles, puis vivaces herbacées qui gêneront ses cultures. Un labour trop régulier brule les sols (trop d’oxygène), l’usage intensif des engrais pousse au « feutrage », accumulation de matières organiques en surface qui évoluera vers la tourbière. La solution consiste à ne pas cultiver un sol plus de cinq ans, puis à le laisser reposer dix ans. Cette mise en « prairie multiflore » (sorte de forêt sans arbre) régénèrera la biodiversité.
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La phyto-géographie est l’étude de la répartition des végétaux sur le globe. Ces notions sont intéressantes, car la végétation se développe en fonction des différentes aptitudes des végétaux à supporter le froid, la lumière, l’humidité et les variations de la qualité de l’humus :
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L’étude du cycle des substances minérales (cendres) et de l’azote dans les principaux types de végétations de l’hémisphère nord montre que la biomasse crée varie considérablement :
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En règle générale, plus une plante est adaptée à un climat rigoureux, plus son milieu intérieur sera porteur d’un effet thérapeutique important.
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La fixation du carbone par les plantes se fait selon trois modes :
1 – La fixation du carbone en C3 nécessite 400 cc d’eau pour un gramme de carbone et est spécifique des arbres et de la végétation tempérée.
2 – La fixation du carbone en C4 ne nécessite que 200 cc d’eau pour un gramme de carbone et est spécifique de la végétation des steppes et savanes (à fort rayonnement solaire). Les plantes en C4 représentent aujourd’hui environ 5 % de la biomasse végétale, parmi lesquelles le sorgho, la canne à sucre, le mil et le maïs. En dépit de leur relative rareté, elles sont cependant responsables d’environ 30 % de la fixation du carbone sur Terre
3 – Le métabolisme acide crassulacéen (CAM), des plantes grasses (désert, milieux riches en sel). Les cactus ne nécessitent que 80 cc d’eau par gramme de carbone fixé, mais est bien plus lent (cf. croissance).
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Les plantes des milieux acides :
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Les tourbières sont des marécages dont les eaux sont acides. Elles constituent encore un milieu fréquent en régions montagneuses. Les valeurs du pH (entre 4 et 5) font que cette eau n’est pas minéralisée et n’abrite que des micro-organismes non pathogènes, qui contribuent au maintient d’un pH acide.
Les plantes de ces milieux semblent toujours sèches, durcies, resserrées. Bien que poussant dans de l’eau pure, l’herbe des tourbières offre toujours un aspect jaune. Les feuilles sont petites et coriaces, les tiges très fermes. On ne trouve pas de grands organes végétaux mous et étendus. Les plantes des milieux acides sont souvent des Graminées et des Cypéracées (Carex, Sphaignes). Elles sont riches en silice qui se trouve cristallisée dans les cellules épidermiques ou sous forme soluble dans leurs tissus. Ces plantes sont extrêmement sensibles à la pollution.
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C’est dans ce milieu très particulier que vivent les plantes carnivores (Drosera, Nepenthes, Sarracenia, Dionaea muscipula, etc …) à feuilles grasses, élargies, pourvues de poils glanduleux, aqueux et collants. Elles compensent l’oligotrophie du milieu par la digestion de proies animales (insectes). Leurs poils ne sont autres que des tentacules comportant un piège constitué d’une gouttelette terminale de mucilage riche en acides et en enzymes protéolytiques. Si on applique fortement sur la peau une feuille fraîche de Drosera, on voit apparaître une brûlure, bientôt suivie d’une cloque.
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Les plantes des milieux sursalés
Végétation poussant dans une vase mouillée, à la limite de la cristallisation saline. L’équilibre des pressions osmotiques du sol et des racines permet le passage de l’eau du sol vers les racines et non l’inverse. En effet, la pression osmotique à l’intérieur des racines est considérable, conférant à la plante des tissus très juteux et très salés. On ne trouve pas de cristaux de silice, alors que cet élément est très abondant dans l’environnement. Par exemple les Salicornes qui sont des végétaux gorgés d’une eau très salée, leurs tissus sont tendres, étalés.
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Les plantes des milieux désertiques
La végétation discontinue et rare des étendues désertiques est constituée de petits buissons très espacés. Cet espacement est dû à une compétition au niveau des racines. Les eaux de pluies étant très rares (il pleut environ une fois tous les deux ans), les plantes récupèrent les eaux de condensation au moyen de racines superficielles qui circulent à quelques centimètres sous la surface du sol, dans un rayon de plusieurs dizaines de mètres autour de la plante. Au moment des pluies, l’eau est absorbée par ces racines en attente.
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Dans les buissons de Cactées, les feuilles sont très réduites, voire inexistantes. Leurs épines sont plus ou moins développées, les tiges charnues, juteuses, formées de cellules hypertrophiées, qui sont d’énormes réservoirs d’eau. Les Cactées sont très odorantes, colorées, et nectarifères. Dans ces milieux hostiles, ces plantes parviennent quand même à fleurir et à fructifier. Les fleurs ne durent qu’une nuit et ont souvent une taille disproportionnée par rapport à celle du cactus qui les porte.
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Les EPINES constituent une arme essentielle dans la lutte contre la sécheresse. En effet, le problème de la transpiration est très important au niveau des feuilles. Les épines au contraire, qui sont en réalité des feuilles extrêmement dures, offrent une surface « transpirante » très faible. La croissance de ces végétaux est très lente, les épines constituent en outre une protection contre des prédateurs comme les herbivores.
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Principes de permaculture
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Les plantes alimentaires (selon leurs origines géographiques) :
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