Aridité et Désert Michel LE BERRE & Raymond RAMOUSSE CONSERVATION & DEVELOPPEMENT DURABLE CONSERVATION & SUSTAINABLE DEVELOPMENT

Aridité et Désert 1. Notion de désert 2. Les déserts dans le monde 3. La survie en milieu désertique 4. Les stratégies générales en milieu désertique

1. Aridité et Désert

Vocabulaire abondant et peu précis 1.1 Terminologie Vocabulaire abondant et peu précis Désert Désertique Demi-désert Pré-désert Désert absolu … Deux familles de termes sont utilisées : DESERT : 1080 lat. desertum, de desertus, abandonné et ARIDE : 1360 lat. aridus aridité 1120 : de ariditas vieux français : ardre = brûler : cf. ardent Aride Aridité Semi-aride Hyperaride … Pour compléter : Érémique Barry et al., 1972 Erémologie Monod, 1987 Du grec eremos = désert cf. ermite, vivant dans le désert Aridité & Désert 1.Notion de désert

1.2 Quelques définitions Aridité Sécheresse Désert Fait climatique actuel Dû à la répartition zonale des grandes masses d’air Fait spatial : Zone aride Aridité Situation météorologique Intervalle entre deux périodes de pluie Fait temporel : Période de sécheresse Sécheresse Réfère à la distribution des êtres vivants et leur écologie Appauvrissement ou disparition Désert Associé à espace sans vie Zone non labourée Jérémie, Hérodote, El Yacoubi, etc. Aridité & Désert 1.Notion de désert

1.3 Qu’est-ce que l’aridité ? Résulte de l’interaction de plusieurs facteurs climatiques : • précipitations, • température, • ETP Agissant directement sur l’aptitude à se développer des plantes Et indirectement sur la capacité pour un animal d’occuper un espace Aridité & Désert 1.Notion de désert

Indice d'aridité de Martonne 1.4 Mesure de l’aridité Mesure par indices ou diagrammes faisant intervenir précipitation, température et/ou ETP Indice d'aridité de Martonne (1923) Rapport entre la hauteur moyenne des précipitations annuelles et la moyenne des températures annuelles : Indice d'aridité = P / T + 10 Régions hyperarides : < 5 Régions arides : entre 5 et 10 Régions semi-arides : entre 10 et 20 Aridité & Désert 1.Notion de désert

1.4 Mesure de l’aridité Indice d’aridité de Thornwaite (1948) I = ETPannuel/Pluie annuelle Aridité & Désert 1.Notion de désert

Climagrammes d’Emberger 1.4 Mesure de l’aridité Climagrammes d’Emberger Aridité & Désert 1.Notion de désert

1.4 Mesure de l’aridité Diagrammes ombrothermiques de Bagnouls & Gaussens (1957) Aridité & Désert 1.Notion de désert

1.5 Le Biome désertique Qu’est-ce qu’un Biome ? C’est le plus grand niveau d’emboîtement de systèmes biologiques avant la géobiosphère. Un biome peut être caractérisé par un type végétal dominant, une physionomie homogène, indépendant de la composition floristique. Zonation des Pôles vers l’Equateur. Aridité & Désert 1.Notion de désert

1.5 Le Biome désertique Constante du biome désertique : • Discontinuité du couvert végétal • Réduction des formes arborées • Importance des critères géomorpholoques sur le végétal Limites entre biomes désertiques et leurs voisins • Ecotones • Continuum • Zonobiomes et zonoécotones Aridité & Désert 1.Notion de désert

1.5 Le Biome désertique Relation Aridité/Régularité Aridité & Désert 1.Notion de désert

On peut parler de DESERT quand : 1.6 Conclusion On peut parler de DESERT quand : • L’ETP annuelle est supérieure aux précipitations annuelles • Les précipitations sont aléatoires • La faiblesse des précipitations en fait le facteur limitant principal du développement des formes biologiques • Déficit hydrique plus que contrainte thermique • La constance de la rareté de l’eau place les déserts dans la catégorie des milieux extrêmes Aridité & Désert 1.Notion de désert

2. Les déserts dans le monde Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.1 Les catégories de déserts 1. Régions arides subtropicales 2. Déserts côtiers tempérés 3. Déserts provoqués par un écran orographique 4. Déserts intra-continentaux Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.2 Les régions arides subtropicales Sahara Arabie Iran Inde Great Basin Mojave Sonora Chihuahua Equateur T. Cancer T. Capricorne Monte Patagonie Kalahari Madagascar Australie Pourquoi ? Création d’un déficit pluviométrique par cellules de Hadley au niveau des Tropiques Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.3 Les déserts côtiers tempérés Basse Californie Sahara Atlant. Equateur T. Cancer T. Capricorne Atacama Namib W. Australia Pourquoi ? • Pluviosité réduite + courants océaniques froids (upwellings) • Brouillards et rosée Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.4 Les déserts d’écran orographique Great Basin Gobi Equateur T. Cancer T. Capricorne Pourquoi ? Le relief intercepte l’air humide Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.5 Les déserts intra-continentaux Asie Centrale Equateur T. Cancer T. Capricorne Sahara Pourquoi ? Epuisement des masses d’air maritimes Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.6 Synthèse T. Cancer Equateur T. Capricorne Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.7 Les déserts « marins » Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.7 Les déserts « marins » Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.8 Le désert saharien Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.9 La vie au Sahara 9 millions de km2 Végétaux (Ozenda) : Pauvreté en espèces : 1000 à 1200 espèces Pauvreté en individus : végétation clairsemée Monotonie des paysages et groupements végétaux Discontinuité du couvert végétal Animaux : Vertébrés : 21 espèces de Poissons, 14 Amphibiens, 96 Reptiles, 118 Mammifères, 440 Oiseaux Origine biogéographique composite Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.10 Ensembles Fauniques Paléarctique Cosmopolite Oriental Saharien Paléotropical Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

2.11 Origine Biogéographique Poissons Mammifères Sahariens Paléarctiques Paléotropic. Orientaux Reptiles Vertébrés Aridité & Désert 2.Les déserts dans le monde

3. La survie en milieu désertique chaud Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.1 La pression d’élimination Facteurs limitants Synergie L’insolation : Radiations solaires Energie thermique Evapo-transpiration Deux pressions d’élimination : Pression thermique Pression hydrique Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

Au Zéro Absolu cette énergie est NULLE 3.2 La pression thermique Chaleur = forme d’énergie Chaleur = f(énergie cinétique totale des molécules d’un organisme) Température = mesure de l’énergie cinétique moyenne des molécules d’une substance à l’instant t Au Zéro Absolu cette énergie est NULLE La pression thermique est due à un transfert de chaleur entre un organisme et son environnement Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.3 Les variations de température Température de référence Variations spatiales Variations temporelles 45°C 100 cm 1 m 50 cm 47°C 57°C Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.4 Variations de la température Maximas absolus : > 50°C Minimas absolus : -10°C Variations selon la hauteur / sol Variations selon le moment de la journée Variations selon le moment de l’année Variations selon la nature du substrat Absorption différentielle selon la couleur • Air : 46° • Sable : 57° • Blanc : 54° • Noir : 73° Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.5 Moyennes et amplitudes ATA=53°C AAM=40°C Moyennes quotidiennes, Moyennes mensuelles = peu d’intérêt Minimum moyen mensuel (m) et maximum moyen mensuel (M) Amplitude Thermique Annuelle : ATA = Mmax-mmin varie de 60 à 75°C Sable>Roche Amplitude Apériodique Moyenne : AAM = M-m de 10 à 20 près des côtes (Nouadhibou) 30 en altitude (Tamanrasset) 40 en plaine continentale (Adrar) Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.6 Variations séculaires Variations Interannuelles : Variations séculaires • nécessité de longues séries de mesure Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.7 La pression thermique sur l’organisme Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.8 La pression hydrique L’eau représente 60 à 90% de la masse corporelle des êtres vivants. Leur survie dépend étroitement de son maintien ou de son renouvellement. L’eau est utilisée par les organismes sous trois états : • Gazeux : humidité atmosphérique • Liquide : boisson ou milieu de vie • Interstitielle : souterraine (plantes, refuges) Sa disponibilité est étroitement liée au climat et à la géographie. • Variations des précipitations • Variations de l’hygrométrie Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.9 Les précipitations Quantités disponibles Durée Erratisme Régime pluvial Impact sur l’écosystème Pluviosité Exprimée en mm/an Valeurs calculées sur longues périodes • Laghouat : 170 mm • Biskra : 144 mm • Ghardaïa, Touggourt : 56 mm • Adrar, Timimoun In Salah: 14 mm • Dakhla : 0,4 mm • Qoseir : 4 mm Durée : Beni-Abbès : 16 j/an soit 40 heures/an Biskra : 34 j/an soit 84 h/an Ouargla : 14 jours/ans soit 40 h/an Erratisme temporel : Coefficient de corrélation = v • Zone désertique : v>60% • Djanet : v = 99% • Adrar : 93% • Qoseir : 191% • Tessalit : 49% Erratisme spatial Régime pluvial Régime méditerranéen : automne-hiver Régime tropical : été Impact des pluies sur le milieu : Humidifier les feuillages Humidifier le sous-sol (rhizosphère, nappes phréatiques) Ruisseler Remplir les points d’eau Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.10 La dynamique atmosphérique Les pluies sahariennes et les Cellules de Hadley Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.11 La distribution spatiale annuelle Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

3.12 L’hygrométrie Humidité relative = teneur en eau de l’atmosphère Hygropériode : évolue en fonction inverse de la température Moyennes annuelles : Maximas : < 50% dans le nord et 30% dans le sud Egypte : entre 13 et 27% Côte atlantique : 70% Variations locales : Forte dans les oasis, daïas et sebkhas Faible dans les regs et hamadas Aridité & Désert 3. La survie en milieu désertique

4. Les stratégies générales de survie Aridité & Désert 4. Les stratégies générales de survie

4.1 Les stratégies générales de survie Considérer les grandes catégories de réaction des espèces animales par rapport aux pressions d’élimination du milieu aride : • W.G. Mc Ginnies (1980) "Hot Deserts in the World: What and Where » reprend les catégories de Schantz (1956) et de Solbrig and Orians, 1977 • W.A. Low (1979) • Louw et Seelly (1982) Aridité & Désert 4. Les stratégies générales de survie

4.2 Drought escaping Plantes : annuals which germinate and grow only when there is sufficient moisture available to complete their life cycle. Only their seeds persist during times of drought. Annuelles, Acheb, Tribulus sp. Animaux : espèces qui ne pénètrent dans la zone désertique que lorsque l'humidité est suffisante. Insectes et invertébrés Eléphants du Namib, phacochères de l’Aïr. Aridité & Désert 4. Les stratégies générales de survie

4.3 Drought evading plants – non-succulent perennials which restrict their growth activity to periods when moisture is available. Typically, they are drought-deciduous shrubs which go dormant or die back during dry periods. Loose their leaves and remain in a state of dormancy until temperature and moisture conditions, suitable to renewed activity, again prevail. Plantes à bulbes, géophytes, Androcymbium wyssianum Désigne les espèces à vie endogée, ou constructeurs de nids. Ils échappent aussi aux conditions du désert grâce à une activité nocturne. Le contrôle de leur température interne peut s'effectuer de ce fait sans un grand apport d'eau externe. Rongeurs Aridité & Désert 4. Les stratégies générales de survie

4.4 Drought resistant Drought-resisting plants – succulent perennials. The water stored in their swollen leaves and stems is usually used very sparingly. Cacti, Crassulaceae, Euphorbes cactiformes Concerne les espèces qui résistent à l'aridité grâce à des processus physiologiques (concentration de l'urine, réduction de l'eau dans les feces, évaporation, transpiration). Le dromadaire en est un bon exemple. Addax, Gerbillus Aridité & Désert 4. Les stratégies générales de survie

4.5 Drought enduring Drought-enduring plants – evergreen shrubs. Extensive root systems coupled with various morphological and physiological adaptations of their aerial parts enable these hardy xerophytes to maintain growth even in times of extreme water stress. Creosote bush (Larrea tridentata), Acacia sp., Balanites aegyptiaca, Phoenyx dactylifera vertébrés qui estivent : gerbillidés invertébrés supportant la dessication. Aridité & Désert 4. Les stratégies générales de survie