SOLT BESNIER EDOUARD RAMBAUT MOMONT .pdf



Nom original: SOLT BESNIER EDOUARD RAMBAUT MOMONT.pdfTitre: Your TitleAuteur: Your Name

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Rapport UE SOLT

Remerciements
Nous remercions chaleureusement Augusto Zanella pour son expertise en pédologie et ses descriptions détaillés des différents profils étudiés. Nous sommes également très reconnaisants à Jean Michel
Dreuillaux, Marianne Feraille, et Stéphane Bazot de nous avoir assist dans la réalisation des inventaires floristiques. Enfin nous remercions Jean-Christophe Lata, Christophe Hanot (et stéphane bazot)
pour leur aide précieuse lors de l’identification de la pédofaune et pour la constitution du tableau de
références photographiques.Plus généralement nous saluons l’ensemble de l’équipe enseignante pour
avoir facilité l’organisation pratique de la semaine de terrain.

Abstract / Résumé
Le sol est un compartiment à l’interface et en interaction forte avec la biosphère et la lithosphère.
Les nombreux mécanismes qui y prennent place, liant micro- et macro-organismes, espèces végétales, et processus physico-chimiques, sont ainsi à la fois impactés par la nature du substrat et par le
contexte environnemental. Nous avons ici caractérisé quatre points différents de la Butte Montceau
(Forêt de Fontainebleau), en se plaçant en surplomb des différentes couches géologiques affleurant.
Pour chaque station, une étude de la pédologie (horizons, biomasse, hygrométrie, pH, teneur en azote)
et des inventaires floristiques (strates herbacée, arbustive, et arborescente) et pédofaunistiques (litière
et sol) ont été réalisés. L’indice de Shannon et l’indice de diversité ß ont été utilisés pour mesurer la
biodiversité. Des différences en termes de structure pédologique, de diversité floristique, et de pH ont
été mises en évidence. On observe des tendances le long de l’ubac, le pH s’alcanisant significativement au fur et à mesure que l’on se rapproche de la Seine. De même on observe une succession de
groupe phytosociale. La station située en haut de l’adret se distingue quant à elle des autres en présentant un type écosystémique des climats secs, rare dans la région. Des études plus rigoureuses seront
nécessaires pour séparer les effets environnementaux de ceux liés à la géologie de la butte Montceau.
Soil is a compartment closely interacting with the biosphere and lithosphere by acting as an interface. The numerous mechanisms taking place in it, associating micro- and macro- organisms, plant
species, and physicochemical processes, are thus both impacted by the nature of the substrate and by
the environmental context. Here, we have characterized four different points of the Butte Montceau
(located in the Forest of Fontainebleau), each one located above one of the different geological layers
surfacing. For each station, a study of pedology (horizons, biomass, hygrometry, pH, nitrogen concentration) and florisitic and pedofaunistic inventories (litter and soil) were carried out. The Shannon
index and the ß diversity index were used to measure biodiversity. Differences in soil structure, floristic diversity, and pH were highlighted in our study. Trends are observed along the North side of the
mound, the pH becoming significantly more acidic as the stations become near the Seine. Similarly,
we observe a succession of phytosocial groups. The station at the top of the South side of the mound
stands out from the others by presenting an ecosystem type typical of dry climates, and thus rare in
this region. More rigorous studies will have to be conducted to separate the environmental effects
from those related to the geology of the butte Montceau.

Contents
1 Introduction

1

2 Matériel et Méthodes
2.1 Caractérisation du site d’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Etude pédologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Hygrométrie et Matière Organique . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Dosage du pH et de l’azote (nitrate, nitrite, ammonium) . . . . .
2.5 Inventaire floristique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6 Pedofaune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.1 Prélèvements pédofaune . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.2 Méthode d’extraction et d’identification de la pédofaune
2.6.3 Indices de biodiversité . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.7 Analyse statistique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3 Résultats
3.1 Paramètres Biotiques
3.2 Flore . . . . . . . . .
3.3 Pourriture . . . . . .
3.4 Pedofaune . . . . . .
4 Discussion
4.1 Physico-Chimie
4.2 Pedofaune . . .
4.3 Pédologie . . .
4.4 Flore . . . . . .

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5 Conclusions

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6 Annexes
6.1 Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2 Carte phytosociologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3 Algorithmes et analyses statistiques complémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . .

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7 References

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Carte géologique de la Butte Montceau. Les données ont été extraites de GéoPortail puis géoréférencées sous ArcGis 10.5. Les stations ont été positionnées selon les
relevés GPS effectués. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Humidité relative du sol (en%) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Humidité relative de la litière (en%) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fraction de matière organique du sol (en %) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concentrations en ammonium (mg/L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concentrations en nitrates (mg/L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concentrations en nitrites (mg/L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mesures du pH au niveau des quatre stations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Taux de pourriture moyen pour chaque station (en %) . . . . . . . . . . . . . . . . .
Profils pédologiques dans la station 1 en A, 2 en B, 3 en C et 4 en D. Les différents
horizons sont séparés par des traits en pointillé et annotés. . . . . . . . . . . . . . .
Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 1 . . . . . . . . . . . . . .
Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 2 . . . . . . . . . . . . . .
Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 3 . . . . . . . . . . . . . .
Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 4 . . . . . . . . . . . . . .
Carte phytosociologique de la végétation naturelle et semi-naturelle sur les communes
de Fontainebleau, Avon et Thomery par le Conservatoire botanique national du bassin
parisien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analyse en composante principale pour les différents composés azotés du sol . . . .
Analyse en composante principale pour les différents composés azotés du sol, le pH,
l’humidité relative du sol et de la litière et la fraction organique du sol . . . . . . . .
Analyse en composante principale pour les différents composés azotés du sol, le pH,
l’humidité relative du sol et de la litière et la fraction organique du sol . . . . . . . .
Analyse en composante principale pour les indices alphas de biodiversité et le pHl . .
Mesures du pH potentiel au niveau des quatre stations . . . . . . . . . . . . . . . . .

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List of Tables
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Échelle d’abondance-dominance de Braun-Blanquet (Tela Botanica) . . . . . . . . .
Humidité relative du sol et de la litière et fraction minérale organique pour chaque
station (en%) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concentrations moyennes en nitrites, nitrates et ammoniums moyennes pour les différentes stations (en mg/L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Espèces végétales identifiés lors des inventaires floristiques . . . . . . . . . . . . . .
Espèces ou ordres identifiés au sein de la pédofaune du sol et de la litière . . . . . .
Espèces ou ordres identifiés au sein de la pédofaune du sol . . . . . . . . . . . . . .
Indice de Shanon calculé sur la pédofaune du sol et de la litière pour chaque station .

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LIST OF TABLES
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Indices de diversité alpha, beta et gama calculés sur la pédofaune du sol et de la litière
pour chaque station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1. INTRODUCTION

LIST OF TABLES

1. Introduction
Mentionnés dès l’antiquité comme partie intégrée des écosystèmes (A. Yarilov, 1913 d’après J.
Boulaine, 1989), les sols ne sont réellement considérés comme tels que depuis la fin du XXème siècle, marquant la création de la pédologie comme science. Défini comme “la formation naturelle de
surface, à structure meuble et d’épaisseur variable, résultant de la transformation de la roche mère
sous-jacente sous l’influence de divers processus, physiques, chimiques et biologiques, au contact de
l’atmosphère et des êtres vivants” (A. Demolon, 1952), ils présentent une grande diversité selon les
contextes géologiques et écosystémiques. Il est important de considérer les sols comme des équilibres
instables, indiquant la situation actuelle tout en témoignant du passé (JP. Camuzard, 2004). Au cours
du siècle dernier, l’avènement d’outils de mesure plus précis a permis d’affiner la compréhension de la
structure et du fonctionnement de ces compartiments à l’interface de la lithosphère, de l’atmosphère,
de l’hydrosphère et de la biosphère (J. Boulaine, 1989). Leur importance écologique a ainsi été mise
en évidence, les sols jouant de nombreux rôles. Selon ses caractéristiques physico-chimiques, la part
inerte des sols va constituer des habitats spécifiques à certaines espèces faunistiques et floristiques,
conditionnant le type d’écosystème. Les micro-organismes et la faune du sol vont eux assurer la dégradation de la biomasse issue des débris végétaux (Lavelle et al., 1995a; Barot et al., 2007; Clause et
al., 2014; Dickson & Broyer, 1972; Lavelle, 2009), avoir un rôle ingénieur dans le brassage organominéral (Lavelle et al., 1995b), et dans certains cas remplir d’autres fonctions telle la fixation azotée
(J. Postgate, 1998). Les plantes peuvent également altérer les caractéristiques et les processus localisés dans le sol via la libération d’exsudats racinaires entre autres (B. Waring, 2015). Plus récemment,
le rôle du sol dans les cycles biogéochimiques globaux a été reconnu (Société Suisse de Pédologie,
1997).
De nombreuses études ont été réalisées dans le but d’élucider les mécanismes du sol, qu’ils relèvent
d’interactions entre différentes espèces de phylogénie différente (bactérienne, fongique, animale, végétale) ou de processus physico-chimiques. Cependant, plus rares sont les recherches traitant des liens
entre les distributions spatiales de types pédologiques et de communautés faunistiques et floristiques.
Il a déjà été montré que différents facteurs biotiques et abiotiques pouvaient conduire à des sols distincts à partir d’une même roche mère (J. Smykla, 2015). De manière analogue, des différences
géologiques à l’origine d’hétérogénéités pédologiques influent le type de flore présent (D. Toure,
2015). Un rétrocontrôle précoce de la flore sur le sol semble également être impliqué dans le recrutement et l’organisation de communautés écologiques (A. Brandt, 2013). Ici, nous nous intéresserons
à la butte Montceau, butte témoin située en forêt de Fontainebleau, qui présente une succession
d’affleurements géologiques. En caractérisant les sols surplombant différentes couches géologiques,
nous chercherons à savoir si les hétérogénéités lithosphériques peuvent être liées à une distribution spatiale des propriétés physico-chimiques, de la pédofaune et de la flore. Nous considérerons
l’hygrométrie, la biomasse, le pH, et la teneur en azote d’un point de vue physico-chimique. En ce
qui concerne la faune, nous ne prendrons pour des raisons pratiques que la pédofaune comprise entre
200µm et 5cm à l’exception des annélides. Nous quantifierons également la présence de pourriture
blanche dans la litière. Le microbiote et les mammifères sont ainsi exclus bien que leur rôle ne soit
pas négligeable. L’inventaire floristique sera lui réalisé de manière aussi extensive que possible.
1

2. MATÉRIEL ET MÉTHODES

LIST OF TABLES

2. Matériel et Méthodes
2.1. Caractérisation du site d’étude
L’étude a été réalisée dans la forêt de Fontainebleau au niveau de la butte Montceau (N 48°24′34”,
E2°44′37”) qui est avec 125 m de hauteur (A. Terrigeol et al, 2017) l’un des points culminants de cette
forêt domaniale. Elle se situe au bord de la Seine, au Sud-Est de la commune d’Avon. La butte est
caractérisée par une alternance de différentes couches géologiques exposées dont les plus anciennes
datent de plus de 10 millions d’années (M. Thiry, 2011). On trouve dans la vallée et sur les bords de
la Seine des marnes et des argiles surplombées par le Calcaire de Champigny qui date de l’Eocène.
Puis on trouve des marnes vertes imperméables du Sannoisien avant le calcaire de Brie qui forme un
replat au sud-ouest de la butte. Une épaisse couche des sables de Fontainebleau crée l’escarpement du
coteau. Au sommet de la butte est positionné du Calcaire de Beauce qui a été recouvert au Quaternaire
par du loess, un limon des plateaux.

Figure 1: Carte géologique de la Butte Montceau. Les données ont été extraites de GéoPortail puis géoréférencées sous
ArcGis 10.5. Les stations ont été positionnées selon les relevés GPS effectués.

L’alternance de ces couches géologiques engendre différents types de sols. Pour étudier l’impact
du substrat sur la biodiversité notamment végétale, des inventaires faunistiques et floristiques ainsi
qu’une étude de la pédologie et une caractérisation abiotique ont été réalisés dans 4 stations. Celles-ci
sont situées à différentes altitudes sur un transect orienté sud-ouest nord-est tracé du haut de l’adret,
passant par le sommet, et finissant en bas de l’ubac près de la Seine. Seule une station, la première,
s’inscrit dans le versant exposé au Sud, les trois autres étant positionnées sur le versant Nord. Pour
les prélèvements de litière et sol et l’inventaire floristique et de la pédofaune, quatre répliquas alignés
parallèlement à la butte ont été réalisés dans chaque station.
2.2. Etude pédologique
Pour caractériser le type de sol, un profil pédologique a été réalisé dans chaque station. À l’aide
d’une bêche, le sol a été mis à nu jusqu’à atteindre la strate la plus proche de la roche mère. La
2

2. MATÉRIEL ET MÉTHODES

LIST OF TABLES

succession des horizons a ensuite été étudiée : l’épaisseur, la couleur, la texture, le pH et la présence
de carbonate de calcium furent caractérisés pour chacun. Le pH a été estimé grâce à l’indicateur
coloré Hellige. Pour tester la présence de carbonate de calcium, une solution d’acide chlorhydrique a
été utilisée. Le référentiel pédologique français (Afes, 2008) fut utilisé pour la classification des sols.
2.3. Hygrométrie et Matière Organique
La mesure de la teneur en eau du sol a été évaluée sur des échantillons de terre prélevés au niveau
de chaque station. Après tri d’éléments minéraux et organiques grossiers (racines, cailloux, écorce,
…), dix grammes de terre fraîche ont été placés pendant 24h à l’étuve à 105°C dans des coupelles en
aluminium. Après dessiccation, les échantillons sont rapidement pesés. Le pourcentage d’humidité
relative dans le sol a été calculé en utilisant la différence de masse entre la terre humide et desséchée
d’après la formule :
mhumide − ms`eche
H=
(1)
mhumide
Ces échantillons sont alors immédiatement placés dans un four à calcination à 400°C pendant 20h
afin d’éliminer la matière organique des sols. La part de celle-ci est ensuite estimée par différence
de masse. La terre doit être pesée rapidement suite à la calcination pour limiter sa re-humidification,
source d’erreur. Les mesures de la teneur en eau de la litière ont été obtenues de la même façon, et ce
pour chaque station. Après avoir été homogénéisée, une poignée de la litière est prélevée, pesée puis
placée en étuve pendant 24h à 105°C. Pour les mesures d’humidité relative du sol et de la litière, les
mesures de masse ont été effectuées immédiatement après la sortie de l’étuve afin d’éviter l’hydratation
des différents échantillons.
2.4. Dosage du pH et de l’azote (nitrate, nitrite, ammonium)
Mesure de pH
Pour la mesure du pH, 10g de sol de chaque station ont été mis en solution avec 50mL d’eau. Ces
solutions ont été mises à agiter durant 30 minutes. Puis ont été laissées à décanter. Le pH est ensuite
mesuré à l’aide d’un pHmètre dans le surnageant. La mesure de pH potentiel est effectuée de la même
manière, l’eau a été remplacée par du KCl (1M) comme solvant dans un même rapport.
Mesure des Nitrates / Nitrites et Ammonium
Pour extraire les ions des différents échantillons de sol, ces derniers ont été mis en solution avec du
KCl (1 molaire) dans un rapport poids volume de 1/5, ici 10 g pour 50 ml. Les solutions ont été mises
en agitation pendant 30 minutes avant d’être filtrées. Les filtrats ont été mis à réagir avec des différents
réactifs dans des cuves de photospectrophotomère suivant un protocole précis et spécifique détaillé
en annexe (annexes). Puis analysés grâce à un spectrophotomètre pour obtenir les concentrations de
l’ion testé dans les différents échantillons. Afin de mesurer la concentration des différents ions on a
parfois dû utiliser les poids moléculaires de chacunes des molécules, afin d’obtenir la concentrations
de la molécule souhaité. Les réactifs utilisés dans ces estimations de concentrations des ions étant
toxiques, ils ont été manipulés avec des gants, masques et lunettes.

3

2. MATÉRIEL ET MÉTHODES

LIST OF TABLES

2.5. Inventaire floristique
Un inventaire floristique utilisant la méthode phytosociologique sigmatisme a été réalisé au niveau
de chaque transect pour identifier et étudier le recouvrement des différentes essences végétales présentes.
Les espèces ont été identifiées à vue sur une surface homogène de 25 m2. Pour chaque strate, un indice décrivant leur recouvrement et leur abondance selon l’échelle d’abondance-dominance de BraunBlanquet (tableau) leur est attribué. La strate herbacée regroupe les individus inférieurs à 1 m, la strate
arbustive les plantes entre 1 et 7 m et la strate arborée les plantes supérieures à 7m. Les résultats ont
été analysés grâce aux ouvrages de phytosociologie: Guide des végétations remarquables de la région
Ile-de-France (CBNBP, 2015), Les milieux naturels et les continuités écologiques de Seine-et-Marne
(CBNBP, 2013) et Guide des groupements végétaux de la région parisienne (Bournérias, M. et al,
2002)
Table 1: Échelle d’abondance-dominance de Braun-Blanquet (Tela Botanica)

Échelle d’abondance-dominance

Taux de recouvrement (en %)

5

75-100

4

50-75

3

25-50

2

2-25

1

1-5

+

<1

2.6. Pedofaune
2.6.1. Prélèvements pédofaune
Au niveau de chaque transect des prélèvements de litière et de sol ont été effectués. La litière a
été prélevée sur une surface de ¼ de m² à l’aide d’un quadrat. Les prélèvements de sol ont été réalisés
avec une bêche sur ¼ du quadrat sur une quinzaine de cm de profondeur. Ils correspondent à l’horizon
A organo-minéral du sol.
2.6.2. Méthode d’extraction et d’identification de la pédofaune
L’identification de la pédofaune a été menée en combinant une méthode d’extraction manuelle
et un montage Berlèse. La litière a été pesée avant d’être triée manuellement. Les organismes sont
récupérés grâce à des pinces fines et isolés dans des boîtes de Pétri contenant de l’éthanol ou de l’eau
pour les vers. Pour chaque prélèvement de sol, un échantillon de 500g a été aliquoté et placé sur le
tamis du montage Berlèse. Les individus ont été identifiés à la loupe binoculaire et grâce aux ouvrages:
“Insectes de France et d’Europe occidentale” (Chinery, M., 2002), “Guide Delachaux: Insectes de
4

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

France et d’Europe” (Dierl, W. et Ring, W., 2013) et “Ces animaux minuscules qui nous entourent”
(Coineau, Y. et al, 1997), jusqu’au mieux niveau de la famille si possible.
2.6.3. Indices de biodiversité
Les indices utilisés pour mesurer la biodiversité sont les indices alpha, beta et gamma ainsi que
l’indice de Shannon. L’indice alpha correspond au nombre d’espèce trouvé au niveau d’une station,
l’indice gamma correspond au nombre d’espèce trouvé sur l’ensemble des 4 stations et l’indice beta
correspond à la différence entre l’indice alpha et gamma. L’indice de Shannon est défini par l’équation
:
H′ = −

∑S
i

pi ∗ log2 (pi)

(2)

avec i une espèce du milieu étudié, S une richesse spécifique, pi la proportion de l’espèce i par arpport
à la richesse spécifique.
2.7. Analyse statistique
Les analyses statistiques ont été efefctués sur le logiciel R. Ont été effectués , des anovas, des ACP
ainsi que des test sur la moyenne et la variance paramétriques et non-paramétriques si les conditions
d’applications ne sont pas remplies. Le seuil alpha au delà duquel la pvalue est considéré comme
significatif est de 0.5.
3. Résultats
3.1. Paramètres Biotiques
Les colonnes des graphiques suivants correspondent à la moyenne des différents paramètres calculés sur les différents réplicats et la barre de variation représentent l’écart-type.

Figure 2: Humidité relative du sol (en%)

5

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

Aucune différence significative d’humidité relative dans le sol entre les 4 station. Le même constat
peut être porté sur la fraction organique du sol (valeurs de la p-value de l’anova de 0.373 et 0.62).
On observe une différence significative d’humidité de relative de la litière (valeur de la p-value de
l’ANOVA de 0.0383, le test sur la moyenne entre les stations 1 et 4 à une p-value de 0.035).
Table 2: Humidité relative du sol et de la litière et fraction minérale organique pour chaque station (en%)

Station
1
2
3
4
Humidité relative du sol (en %)
18.2 23.2 21.8 26.3
Humidité relative de la litière(en %) 22.2 29.2 31.1 37.9
Fraction Minérale Organique(en %) 24.9 29.6 26.3 32

Figure 3: Humidité relative de la litière (en%)

6

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

Figure 4: Fraction de matière organique du sol (en %)

Aucune différence significative est observé en concentrations de nitrates, nitrites et ammonium
entre les 4 stations (valeurs de p-value de l’ANOVA 0.163, 0.075 et 0.98).

Figure 5: Concentrations en ammonium (mg/L)

7

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

Figure 6: Concentrations en nitrates (mg/L)

Figure 7: Concentrations en nitrites (mg/L)

Table 3: Concentrations moyennes en nitrites, nitrates et ammoniums moyennes pour les différentes stations (en mg/L)

Station
1
Ammoniums 1.51
Nitrates
3.0
Nitrites
0.13

2
3
4
1.2 1.4 1.38
9.98 6.8 2.6
0.078 0.1 0.12

Il est observé une différence significative entre le pH du sol mesuré aux 4 stations (valeurs de la
p-value de l’ANOVA 6*e-6). Un pH moyen de 4.2 est observé à la station 3, la plus acide. Un pH
8

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

moyen de 5.3 est observé à la station 2. Des pH moyens respectifs de 7.0 et 7.4 sont observés aux
stations 1 et 4 qui ne sont pas eux significativements différents.

Figure 8: Mesures du pH au niveau des quatre stations

3.2. Flore
La station 1 est une chênaie pubescente, sa strate arborescente est principalement composée de
Quercus pubescens mais également dans une moindre mesure de Fagus sylvatica et de Quercus petraea. La végétation de la strate arbustive est bien développée et diversifiée. Les 12 espèces présentent
dans cette strate ont des pourcentages de recouvrement inférieurs à 25%. Elle est notamment composée de Crataegus monogyna, de Fagus sylvatica, de Prunus avium, ou encore de Sorbus latifolia,
l’Alisier de Fontainebleau issu de l’hybridation entre Sorbus aria et S. torminalis. La strate herbacée
est riche et dominée par une espèce du genre Brachypodium qui présente un recouvrement entre 25
et 100% selon les réplicas. D’autres espèces comme Rubus sp ou Ruscus aculeatus ont des recouvrement supérieurs à 25% dans certains replicas. La majorité des espèces présente toutefois des taux
de recouvrement plus faibles, inférieurs à 5%, comme Teucrium chamaedrys, Euphorbia cyparissias,
Euphorbia amygdaloides ou Calamintha sylvatica.
La station 2 est un boisement clair qui présente d’une végétation arborescente haute composée
de Fagus sylvatica et de Quercus petraea. La strate arbustive, représentée par trois espèces dont les
pourcentages de recouvrement sont inférieurs à 25%, est peu développée. Elle s’organise autour de
Fagus sylvatica, de Carpinus betulus et de Mespilus germanica. La végétation de la strate herbacée
est pauvre, les espèces à l’exception de Hedera helix, Pteridium aquilinum et Lonicera caprifolium
(pourcentage de recouvrement inférieurs à 25%), présentent des taux de recouvrement inférieurs à
5%. Elle est principalement composée de jeunes pousses de Fagus sylvatica, de Quercus pubescens,
de Tilia platyphyllos ou de Carpinus betulus. Ainsi que de l’espèce Carex pilulifera.
La station 3 présente une végétation arborée plus diversifiée composée d’Acer campestre, de
Carpinus betulus, de Fagus sylvatica et de Quercus petraea. La strate arbustive est peu diversifiée
9

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

mais présente des taux de recouvrement forts variant entre 5 et 50%. L’espèce Anemone nemorosa
domine dans la strate herbacée avec des pourcentages de recouvrement supérieurs à 50%. On trouve
également Rubus sp. type fruticosus, Lonicera caprifolium, Hedera helix et des jeunes pousses d’Acer
pseudoplatanus et de Carpinus betulus présents dans tous les réplicats.
33 espèces végétales ont été identifiées dans la station 4 qui présente ainsi la diversité spécifique
la plus importante. La végétation arborée est comme dans la station 3 dominée par Carpinus betulus et Fagus sylvatica auxquels s’ajoutent des essences secondaires comme Castanea sativa ou Tilia
platyphyllos. Dans la strate arbustive, l’espèce Corylus avellana présente un fort recouvrement variant entre 5 et 50% de la surface selon les réplicats. La strate herbacée est riche. Elle est marquée par
la présence d’espèces à floraison précoce comme Anemone nemorosa, de graminées comme Melica
uniflora et d’espèces à floraison printanière dont Lamium galeobdolon, Glechoma hederacea ou Viola
reichenbachiana.

10

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

Table 4: Espèces végétales identifiés lors des inventaires floristiques

11

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

3.3. Pourriture
Figure 9: Taux de pourriture moyen pour chaque station (en %)

On observe que les écart-types se recoupe pour toutes les stations qui ne nous permet pas de
conclure quand à une éventuelle différence de pourriture sur les feuilles de chacune des stations.

12

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

3.4. Pedofaune
Table 5: Espèces ou ordres identifiés au sein de la pédofaune du sol et de la litière

13

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

Table 6: Espèces ou ordres identifiés au sein de la pédofaune du sol

Table 7: Indice de Shanon calculé sur la pédofaune du sol et de la litière pour chaque station

Station 1

Station 2 Station 3

Station 4

Moyenne

Litière

1.38

1.34

0.95

1.26

1.23

Sol

0.94

0.88

0.75

1.03

0.9

14

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

Table 8: Indices de diversité alpha, beta et gama calculés sur la pédofaune du sol et de la litière pour chaque station

Sol
Diversité alpha

Station 1

Station 2

Station 3

Station 4

24

11

21

17

Diversité alpha moyenne

18,25

Diversité gamma

43

Diversité beta

24.75

Litière
Diversité alpha

Station 1

Station 2

Station 3

Station 4

51

57

48

44

Diversité alpha moyenne

50

Diversité gamma

111

Diversité beta

61

On observe que les indices de biodiversité alpha, beta, gamma et de Shanon sont plus importants
dans la litière que dans le sol (l’ANOVA pour les indices moyens de Shanon a une p-value de 0.00152).
On observe également que l’indice de biodiversité de shanon mesuré dans la litière et dans le sol est
moins important au niveau de la station 3 qu’au niveau des autres stations.
]Pedologie

15

3. RÉSULTATS

LIST OF TABLES

Figure 10: Profils pédologiques dans la station 1 en A, 2 en B, 3 en C et 4 en D. Les différents horizons sont séparés par
des traits en pointillé et annotés.

L’horizon organique du sol de la station 1, peu épais, est formé d’un horizon OL continu. Les horizons OF et OH sont absents. C’est une forme d’humus aéré de type mésomull. L’horizon A organo16

4. DISCUSSION

LIST OF TABLES

minéral mesure moins d’une dizaine de cm, il est formé de grumeaux issus de l’activité biologique
des vers de terre qui sont toutefois présent qu’en faible nombre. L’horizon Aci calcique est marron
sombre avec une texture argilo-limoneuse. Il n’est pas effervescent au HCl et est légèrement acide
avec un pH=6. L’horizon Sci, ocre, correspond à la roche mère en cours d’altération. Ce mélange de
limon et de morceaux de calcaire est faiblement effervescent et basique (pH=7). L’horizon C est un
mélange entre les sables de Fontainebleau et le limon des plateaux. Il est plus fortement effervescent
que les horizons supérieurs et présente des morceaux de calcaire. posés sur sables de Fontainebleau
(effervescent) plus meubles. Le calcaire n’est présent que dans les parties inférieurs du profils, c’est
donc un calcisol.
4. Discussion
4.1. Physico-Chimie
Mis à part des différences de pH, aucune concentrations ioniques n’est significativement différentes entre les différentes stations, celà est sans doute à à très forte variabilité des mesures ainsi que
le faible nombre de réplicats. Il est également possible que des erreurs de manipulations aient amenés à
des mauvaises mesures et à des valeurs aberrantes, notamment des concentrations en composés azotés
nuls.
La différence de pH entre les différentes stations est cohérente avec la nature des sols, avec des
pH neutres pour les calcisol (Station 1) et calcosol (Station 2) et des pH beaucoup plus acides pour
le podzosol (Station 2) et le luvisol (Station 3). L’absence de différence entre les différentes stations
d’humidité relative du sol, s’explique par les prélèvements qui ont été effectués dans des conditions
climatiques et météorologique très similaire, l’humidité relative de la litière plus importante pour la
station 4 s’explique par la proximité de la Seine avec la station en bas de pente.
4.2. Pedofaune
Il est à noter que pour obtenir l’ensemble des animaux présents dans le berlèze il aurait fallu les
laisser jusqu’à une semaine sous la source de chaleur et lumière alors qu’ils ne l’ont été que 3 jours
au plus. Ainsi la différence de biodiversité observé entre la litière et le sol, nettement plus importante
dans la litière ne peut être associé à une éventuelle plus faible biodiversité réelle entre la litière te le
sol. Les plus faibles indices alphas pour la station 2 et de Shanon pour la station 3 peuvent s’expliquer
par les pH plus faible au niveau de ces stations (l’ANOVA entre le pH et l’indice de Shanon du sol
ayant une p-value de 0.00679), les animaux devant pouvoir vivre dans des conditions de stress plus
importantes.
4.3. Pédologie
Les relevés pédologiques mettent en avant une grande variété de sol différents en lien avec la
grande variabilité de conditions le long du transect. De par la grande variabilité des roches mêres;
Calaires, sables, limons, ainsi que de par l’hétérogénéité spatiale des stations. Des calci et calco sols
ont étés observés aux stations 1 et 4 s’étant formés sur des bases calcaires et limoneuse (pour la station
1), caractérisé par un pH élevé et une forte activité biologique dans la partie supérieure du sol. Un

17

4. DISCUSSION

LIST OF TABLES

podzosols à moins forte activité biologiqua été observé station 2, caractérisé par un pH trés acide.
L’humus, ici un moder, à décomposition lente renforce cette acidité, expliquant la relative pauvreté
de la strate herbacé de cette station. Le sol observé à la station 3 est lui un luvisol, caractérisé par
une plus forte activité biologique au niveau de ses horizons supérieurs ainsi qu’une végétation plus
diversifié en lien avec le pH moins acide qu’à la station 2.
4.4. Flore
Les relevés phytosociologiques ont permis de mettre en évidence des groupements de végétation
différents entre les stations. La présence de Quercus pubescens, de Sorbus latifolia, de Teucrium
chamaedrys ou encore de Ligustrum vulgare dans la station 1 ont permis d’identifier ce boisement
comme un Quercion pubescenti-sessiliflorae, une chênaie pubescentes calcicole (CBNBP, 2015).
Cette alliance végétale est caractéristique de substrats secs, riches en calcaire (CBNBP, 2015) exposés au sud (Bournérias, M. et al, 2002). D’après la carte phytosociologique de la végétation naturelle et semi-naturelle sur les communes de Fontainebleau, Avon et Thomery du CBNBP (annexe
2), cette végétation est répartie sur la partie haute de la butte. L’exposition sud de la station a favorisé la présence d’espèces héliophiles et méditerranéennes à subméditerranéennes comme Quercus
pubescens et Calamintha sylvatica. Ainsi que des espèces xérophiles, adaptée à la sécheresse dont Euphorbia cyparissias, Teucrium chamaedrys, Sorbus latifolia. Le substrat, un calcisol, présente en effet
une faible humidité relative. La présence d’espèces constantes des milieux calcicoles (Calamintha
sylvatica, Carex flacca, Teucrium chamaedrys) a permis de renseigner sur caractère calcaire du sol
lié notamment à la couche géologique du Calcaire de Beauce. La pénétration de Fagus sylvatica
qui n’appartient pas au cortège végétal indicateur des chênaies pubescentes calcicoles est liée à la
présence à proximité de la chênaie d’une hêtraie (CBNBP, 2013). D’après la carte des végétations
à Fontainebleau (annexe 2), le boisement de la station 2 appartient à l’alliance végétale hêtraiechênaie mésophile acidicline. Le cortège végétal composé de Quercus petraea, de Fagus sylvatica,
de Mespilus germanica, de Carex pilulif era et de Pteridium aquilinum a permis d’identifier le caractère acidiphile de cette végétation qui appartient plutôt à une hêtraie-chênaie acidiphile, Quercion
roboris pp (CBNBP, 2015). La forte acidité de ce milieu limite la végétation qui est peu développée
et diversifiée dans les strates arbustives et herbacées. La faible diversité spécifique de la station 2 peut
aussi être liée au sol pauvre en nutriments et en bases (Bournérias, M. et al, 2002). Les végétations des
stations 3 et 4 sont des hêtraies-chênaies mésophiles acidiclines à calcicoles, Carpino betuli-Fagion
sylvaticae (CBNBP, 2015). Ces forêts hautes dominées par Fagus sylvatica et Carpinus betulus sont
caractérisés par des milieux plus humides à pH légèrement acide à basique (CBNBP, 2015). Ainsi on
trouve de nombreuses espèces d’ombre et mésophiles (dont Lamium galeobdolon, Melica uniflora,
Ornithogalum pyrenaicum) favorisées par l’exposition nord des stations. La station 3 est toutefois
moins typique des Carpino betuli-Fagion sylvaticae que la station 4. Ainsi sa diversité spécifique
est par exemple plus faible que dans la station 4 notamment dans sa strate herbacée qui est occupée
presque entièrement par Anemone nemorosa. De plus son cortège végétal indicateur de cette alliance
est moins riche. Ces différences peuvent s’expliquer par le substrat plus acide et plus pauvre de cette
station intermédiaire entre les deux types de hêtraie-chênaie. La forte diversité spécifique de la station
4 peut aussi s’expliquer par la proximité de la Seine qui fournit des conditions d’humidité favorables
18

5. CONCLUSIONS

LIST OF TABLES

au développement de la végétation. On trouve ainsi dans cette station de nombreuses espèces hygroclines comme Stachys sylvatica ou Galium aparine. La station 4 est également caractérisée par
l’importante teneur en calcaire des sols qui se traduit par la présence d’espèces calciclines (Ligustrum
vulgare, Euonymus europaeus,Tilia platyphyllos).
La surface d’échantillonnage qui a été réalisée sur une surface de 100m² par station est suffisante
pour le type de milieu étudié. Il est cependant nécessaire de veiller à son homogénéité, la proximité de chemins et la distribution hétérogène des espèces notamment dans la strate herbacée ont pu
être à l’origine d’une sous estimation de la biodiversité. De plus, l’identification jusqu’au genre est
nécessaire afin d’obtenir des résultats phytosociologiques plus fiables.
5. Conclusions
L’ensemble des paramètres mesurés, seuls le pH et la flore montrent des variations significatives
d’une station à l’autre, ce qui est cohérent, car ces deux paramètres sont liés, l’acidité d’un sol conditionnant l’implantation de groupes phytosociaux particuliers. La faune elle ne semble pas être modifiéeLocalisée sur l’adret de la butte, l’une des stations.
Au cours de cette UE, au sein du transect ont été étudiés 4 sols aux caractéristiques différentes.
Il a été mis en avant les relations entre ces types de sols et des composantes chimiques du sol ici le
pH et la flore associés. Les caractéristiques particulières de la butte tant topologique que géologique
a permis la mis en place une grande variabilité de profil. Le peu de réplicats a empêché d’observer
d’éventuelles dynamiques chimiques relatives au cycle de l’azote. Il serait ainsi intéressant de réitérer
l’étude, mais cette fois-ci avec plus de réplicats par station. Il serait également pertinent d’effectuer
les études relatives à la pédofaune et la chimie du sol en fontion de l’horizon de sol prélevé. Mener
l’étude sur un pas de temps élevé est sans doute pertinent au vu de l’évolution des formes d’humus
notamment au niveau du podzosols qui présente un moder.

19

6. ANNEXES

LIST OF TABLES

6. Annexes
6.1. Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet

Figure 11: Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 1

Figure 12: Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 2

20

6. ANNEXES

LIST OF TABLES

Figure 13: Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 3

Figure 14: Inventaire phytosociologique de Braun Blanquet : Station 4

21

6. ANNEXES

LIST OF TABLES

6.2. Carte phytosociologique

Figure 15: Carte phytosociologique de la végétation naturelle et semi-naturelle sur les communes de Fontainebleau, Avon
et Thomery par le Conservatoire botanique national du bassin parisien.

6.3. Algorithmes et analyses statistiques complémentaires
Algorithme 1 Algorithme utilisé pour obtenir les analyses en composantes principales
library(readr)
table<-SOLT_Physico_ <- read_csv(”SOLT Physico .csv”, locale = locale(decimal_mark = ”,”, grouping_mark = ”.”))
library(”FactoMineR”)
library(”factoextra”)
res.pca <- PCA(SOLT_Physico_, graph = FALSE)
fviz_pca_var(res.pca, col.var = ”cos2”, gradient.cols = c(”#00AFBB”, ”#E7B800”, ”#FC4E07”), repel = TRUE #)

22

6. ANNEXES

LIST OF TABLES

Figure 16: Analyse en composante principale pour les différents composés azotés du sol

Figure 17: Analyse en composante principale pour les différents composés azotés du sol, le pH, l’humidité relative du sol
et de la litière et la fraction organique du sol

23

6. ANNEXES

LIST OF TABLES

Figure 18: Analyse en composante principale pour les différents composés azotés du sol, le pH, l’humidité relative du sol
et de la litière et la fraction organique du sol

Figure 19: Analyse en composante principale pour les indices alphas de biodiversité et le pHl

24

7. REFERENCES

LIST OF TABLES

Figure 20: Mesures du pH potentiel au niveau des quatre stations

7. References

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REFERENCES Linked references are available on JSTOR for this article : You may need
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25

7. REFERENCES

LIST OF TABLES

contact support@jstor.org . Wiley is collaborating with JSTOR to digitize , preserve and
extend access to Ecology . All use subject to JSTOR Terms and Conditions All use subject
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18. Id HAL. Cuvette de Fontainebleau - Butte Monceau . Médard Thiry To cite this
version : HAL Id : hal-00647381. 2011.
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version : HAL Id : hal-00647381. 2011.
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plants on soil chemistry: a meta-analysis of individual plant ‘Zinke’’ effects.’ Proc R Soc

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7. REFERENCES

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B Biol Sci. 2015;282(1812):20151001. doi:10.1098/rspb.2015.1001
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