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Y a-t-il eu migration des plantes en altitude au cours du vingtième siècle
? Un inventaire fondé sur la banque française de données phytosociologiques
Sophy par Gilles GRANDJOUAN et Henry BRISSE
mars 2009
RESUME La théorie du réchauffement climatique global a suscité une question : Est-
ce que les plantes migrent en altitude pour échapper au réchauffement ?
Pour y répondre, on fait le bilan des altitudes d'une plante, observée à
différentes époques au cours du vingtième siècle. Les données proviennent
de la banque Sophy. Elles portent sur 2457 plantes suffisamment fréquentes,
recensées depuis près d'un siècle, dans 170.000 relevés localisés, d'après
environ 3.400 publications. Pour une plante présente dans n relevés, on
passe en revue les n x (n-1)/2 couples de relevés qui la contiennent et on
considère d'abord leurs différences purement géographiques. Pour un couple,
ce sont les différences d'altitude entre le relevé le plus récent et le
plus ancien, caractérisées seulement par leur ampleur, en mètres, et leur
sens, vers le haut ou vers le bas. Des milliers ou des millions de
différences géographiques témoignent du déplacement éventuel d'une plante
en altitude. La médiane de ces différences montre la tendance de la
migration éventuelle, mieux que ne le ferait la moyenne, car la médiane
dépend peu des valeurs extrêmes, inévitables dans une vaste banque. On résume les différences géographiques de trois façons. 1°) les sens de
leurs médianes : il y a presque autant de différences vers le bas (1005
médianes) que vers le haut (1178 médianes). 2°) les valeurs de leurs
médianes : elles ont leur moitié centrale (leur intervalle interquartile)
comprise entre 20 m vers le bas et 30 m vers le haut, du même ordre de
grandeur que l'incertitude avec laquelle on connaît généralement l'altitude
d'un relevé. 3°) les probabilités que, plante par plante, les différences
soient plus grandes vers le haut que vers le bas, donc les probabilités que
la plante s'élève en altitude, ou bien, au contraire, les probabilités que
la plante descende. Ces probabilités sont comprises, pour leur moitié
centrale, entre 3% vers le bas et 11% vers le haut ; autrement dit,
l'hypothèse contraire de la stabilité des altitudes est probable à plus de
90%. Voyons maintenant si la durée modifie, comme d'autres l'ont supposé, les
différences géographiques. On définit des différences historiques
d'altitude en les pondérant par les durées qui séparent les deux relevés
d'un couple. On trouve des résultats similaires. 1°) presque autant de
différences vers le bas (1035 médianes) que vers le haut (1292 médianes) ;
2°) une moitié centrale comprise entre 34 m vers le bas et 60 m vers le
haut, la médiane générale des différences historiques valant seulement 4
m ; 3°) enfin, les probabilités que les différences historiques soient
décalées par rapport aux différences géographiques sont comprises, pour
leur moitié centrale, entre 2% vers le bas et 4% vers le haut. Pour la
majorité des plantes, la durée a donc peu ou pas d'influence sur la
différence d'altitude. Il est vrai que les durées d'observation sont
faibles entre les deux relevés d'un couple. Les durées maximales sont
comprises entre 36 et 55 ans (pour leur moitié centrale) mais les durées
médianes, qui sont les plus fréquentes, sont comprises entre 12 et 15 ans,
ce qui est peu pour que le climat ait eu le temps de marquer son influence
éventuelle sur la répartition d'une plante. Si, dans l'ensemble, il n'y a pas de migration des plantes en altitude et
si la durée n'a quasiment pas d'influence sur la stabilité des altitudes,
il reste à examiner si, dans le détail, certains groupes de plantes
montrent des migrations particulières. Cet examen utilise une
classification socio-écologique qui regroupe les plantes selon leurs
comportements. Or, aucun de ces groupes ne se distingue par une migration
affirmée en altitude sauf quelques cas particuliers qui montrent une
différence médiane supérieure à 100 m, tantôt vers le bas, tantôt vers le
haut, presque toujours indépendamment de la durée. On pouvait supposer
qu'une plante réagirait plus vite par une variation d'abondance que par un
déplacement des présences. Il n'en est rien. Les paramètres des différences
sont quasiment identiques pour les 1529 taxons présents et pour leurs 807
niveaux d'abondance. Il apparaît que ces différences ne dépendent pas
systématiquement du climat et qu'elles résultent plutôt des modifications
dans les conditions de la prospection et dans l'utilisation du sol. Les résultats précédents sont plutôt négatifs, sauf trois points : 1)
l'intérêt d'une banque de données phytosociologiques ; 2) la simplicité des
réponses probabilistes, la probabilité étant la forme la plus appropriée de
la connaissance sur les comportements des plantes en milieu naturel ; 3)
l'existence d'une classification socio-écologique des plantes, récemment
affichée sur le site Internet de la banque Sophy.
ARE PLANTS MOVING UPWARDS DURING THE 20TH CENTURY ? An inventory based on the French data bank Sophy by Gilles GRANDJOUAN and Henry BRISSE SUMMARY The theory of global warming gave rise to several attempts to examine its
effects upon the flora and to show that some species tend to move upwards
in order to escape the increasing temperatures. This attempt is a
comprehensive study based on the data registered in the French data bank
Sophy. It makes an inventory of the altitudes of a plant observed along the
years. It deals with 2457 taxa, observed since about a century in 170.000
locations, according to 3.400 scientific publications. For each plant,
observed in n locations, it makes a review of the n x (n-1)/2 pairs of
locations having the plant and, in each pair, it registers the difference
in altitude between the previous and the former relevé by its importance,
in metres, and its direction, downwards or upwards.These simple
geographical differences show the possible move of the plant in altitude.
The tendency of the move is shown by the median of the differences, better
than the average, because a median does not depend very much on the extreme
data which are unavoidable in a huge data bank. We summarize these geographical moves by three kinds of parameters. 1°) the
direction of the medians : the number of moves downwards (1005 medians) and
upwards (1178 medians) are nearly equal ; 2°) the size of the medians : the
central half of the medians is between 20 m downwards and 30 m upwards, no
more than the uncertainty in the registered altitude of a relevé ; 3°) the
probability that, for a plant, the differences are bigger upwards than
downwards, that is to say the probability that the plant increases in
altitude, or, on the opposite, the reverse probability. These probabilities
are, for their central half, between 3% downwards and 11% upwards ; in
other words, the probability that altitudes do not change is more than 90%. Let us now take in account the durations of the differences in altitude and
let us test if the years have an influence on its median which measures the
move. We compute an historical move in altitude by giving to each
geographical difference its weight in years. The results are similar to the
previous ones : 1°) there are nearly as many moves downwards (1035 medians)
than upwards (1292 medians) ; 2°) the central half of the medians is
between 34 m downwards and 60 m upwards, the median of all historical moves
being only 4 m upwards ; 3°) the probabilities that historical moves shift
from the geographical ones are, for their central half, between 2%
downwards and 4% upwards. So, for most plants, duration has little or no
influence on the moves in altitude. Indeed, the observed durations between
two relevés are small. The upper values of duration are between 36 and 55
years (for their central half) but the median durations, which are the most
frequent, are between 12 and 15 years, which is too short to let the
climate have an eventual influence on the area of a plant. If, on the whole, most plants do not move in altitude, we may ask if some
particular groups of plants do it. For that purpose, we use a socio-
ecological classification which put together the plants having similar
behaviours. In fact, there is no socio-ecological group of plants which
show any sensible move in altitude, except a few taxa, which move more than
100 m, either downwards or upwards, mostly without any influence of the
time. We could suppose that the abundance of a plant would react to the
environment more quickly than the area of its presence. It is not true. The
parameters of the moves are nearly identical for the 1529 taxa registered
by their presence and for the 807 taxa registered by their abundance. We
suppose that the moves in altitude do not depend systematically on the
climate, and that they result from the changes in the technical way for the
surveys in the mountains and the change in land use, especially the
abandonment of cultivation. The previous results are rather negative, except three points : 1) the
ressources of a phytosociological data bank ; 2) the meaning of
probabilistic results, probability being the most appropriate form of
knowledge about the behaviour of plants in natural conditions ;