Ajout de nutriments et pâturage des pelouses dans les savannes

Dans les zones où le sol n'est pas riche en Nutriments, les grandes herbes en touffe sont le type de végétation le plus courant. Ces herbes offrent souvent peu de nutrition aux animaux, ne soutenant que quelques mammifères herbivores. Dans ces écosystèmes, les feux de forêt se produisent souvent à cause de l'accumulation de matière végétale sèche, ce qui empêche la formation de ces zones riches en nutriments appelées pelouses de pâturage. Les pelouses de pâturage sont des zones avec des herbes courtes qui sont plus nutritives et peuvent être pâturées, comme le chiendent.

Les pelouses de pâturage se trouvent souvent mélangées parmi les grandes herbes en touffe, qui peuvent être plus difficiles à digérer pour les animaux parce qu'elles ont tendance à avoir plus de tiges que de feuilles et des ratios de carbone à azote plus élevés. Les grandes herbes en touffe poussent en groupes et ont une faible tolérance à la sécheresse et au pâturage. Sans pâturage régulier, la végétation a tendance à revenir des herbes courtes des pelouses aux grandes herbes. Un pâturage fréquent et intense crée ces pelouses, tandis qu'un manque de pâturage permet aux grandes herbes de prendre le dessus.

Peu d'études se sont penchées sur comment se forment les pelouses de pâturage et quels facteurs les aident à prospérer. Quand le pâturage s'arrête, les herbes plus courtes peuvent être ombragées et remplacées par des grandes herbes. Les grandes herbes ont tendance à repousser rapidement après les feux, laissant peu de chance aux autres herbes de s'établir. Les pelouses de pâturage apparaissent généralement dans des endroits avec de meilleurs nutriments dans le sol et plus d'activité de pâturage. À cause des niveaux de nutriments plus élevés dans ces zones, les herbivores ont tendance à concentrer leur pâturage là-bas. Plus il y a d'animaux dans une zone, plus vite le passage des grandes herbes moins comestibles aux herbes plus courtes et plus comestibles se fait.

Certains animaux, comme les hippopotames et les rhinocéros à lèvres carrées, aident à créer et à maintenir les pelouses de pâturage en pâturant fréquemment. Les pelouses de pâturage se trouvent souvent dans d'anciens pâturages ou d'anciennes enclos pour le bétail. Avec le temps, les déchets de ces animaux améliorent les nutriments du sol, surtout dans les régions avec peu de pluie. Dans les zones sèches, les nutriments restent plus longtemps dans le sol parce qu'ils ne sont pas emportés par la pluie. Les pelouses de pâturage ne transportent pas bien le feu en raison de la faible quantité de matière sèche et sont souvent influencées par les actions des herbivores.

Ce système dirigé par les herbivores crée un paysage diversifié, avec certaines zones pâturées plus intensément que d'autres. D'un autre côté, les systèmes dirigés par le feu tendent à créer des paysages uniformes. Certaines études suggèrent que le feu peut réduire indirectement les pelouses de pâturage en rendant d'autres zones plus vertes, ce qui attire les animaux loin des pelouses.

Plusieurs études ont montré qu'ajouter des nutriments au sol, que ce soit par des déchets d'animaux ou d'autres sources, peut créer des points chauds de nutriments qui attirent les Pâturants. Il n'est toujours pas clair si ajouter des nutriments aux sols pauvres peut faire une différence significative. Cependant, il a été montré que des niveaux de nutriments plus élevés encouragent les herbivores à pâturer davantage. Certains expériences ont testé comment les plantes réagissent à l'ajout de différents nutriments, montrant que les pelouses de pâturage peuvent se développer dans des zones fertilisées mais pas dans des zones non fertilisées.

Pour en savoir plus sur la façon de créer des pelouses de pâturage dans une savane pauvre en nutriments, une étude a eu lieu dans la réserve de jeu de Welgevonden en Afrique du Sud. Les chercheurs croyaient qu'ajouter des minéraux, comme l'azote et le phosphore, améliorerait le sol et l'herbe, enrichissant la qualité de l'herbe pour les animaux de pâturage. Ils s'attendaient à ce que cet ajout mène à plus d'herbes comestibles et moins de grandes herbes moins nutritives.

La réserve de Welgevonden se situe sur le plateau de Waterberg, caractérisé par de faibles niveaux de nutriments dans le sol et des pluies limitées. La zone se compose principalement de savane à feuilles larges et abrite une variété de pâturants, y compris des zèbres et des gnous. L'étude s'est concentrée sur huit sites expérimentaux dans la réserve, chacun comportant de grandes parcelles de traitement pour tester les effets des ajouts minéraux.

Les parcelles devaient être grandes pour accueillir de grands herbivores et garantir la sécurité contre les prédateurs. À l'intérieur de ces parcelles, des cages d'exclusion ont été placées pour empêcher le pâturage et permettre des comparaisons entre les zones pâturées et non pâturées. Pendant trois ans, les chercheurs ont traité les parcelles avec de l'azote, du phosphore et de la chaux pour voir comment ces ajouts affecteraient le sol et l'herbe.

L'étude a également impliqué de prélever des échantillons de sol et d'herbe à différents moments pour mesurer les niveaux de nutriments. Des échantillons ont été pris à différentes profondeurs dans le sol pour vérifier comment les minéraux étaient absorbés. Les chercheurs ont veillé à analyser les matériaux échantillonnés pour divers nutriments afin de comprendre comment les minéraux supplémentaires influençaient à la fois le sol et l'herbe.

Les échantillons d'herbe ont été prélevés à la fois dans des zones pâturées et non pâturées pour observer comment le pâturage affectait la croissance de l'herbe. À l'intérieur des cages, l'herbe a pu pousser sans être pâturée, tandis qu'à l'extérieur, elle était soumise au pâturage des animaux. Cela a permis de déterminer comment la présence de pâturants influençait la composition et l'abondance des espèces d'herbes.

En plus des échantillons de sol et d'herbe, des échantillons d'eau ont été prélevés dans des ruisseaux voisins pour s'assurer que la fertilisation n'affectait pas la qualité de l'eau. Des laboratoires indépendants ont analysé ces échantillons d'eau et n'ont trouvé aucun effet négatif de la fertilisation.

Pour comprendre les effets des ajouts minéraux, les chercheurs ont utilisé des analyses statistiques pour rechercher des différences de niveaux de nutriments entre les divers groupes de traitement. Les résultats ont montré que les parcelles fertilisées avaient des niveaux plus élevés d'azote, de phosphore, de calcium et de magnésium dans le sol supérieur par rapport aux parcelles témoins qui n'ont reçu aucun additif. Ces améliorations étaient attendues, étant donné que les nutriments étaient ajoutés directement au sol dans des parcelles spécifiques.

L'herbe poussant dans ces zones traitées montrait également des niveaux plus élevés d'azote, de phosphore et d'autres minéraux. Cependant, les chercheurs ont noté que bien que les niveaux d'azote aient augmenté, la corrélation entre l'azote du sol et de l'herbe n'était pas aussi forte qu'ils l'espéraient. En revanche, les niveaux de phosphore et de calcium dans le sol et l'herbe étaient positivement corrélés, ce qui suggère que l'ajout de ces minéraux pourrait améliorer efficacement la nutrition de l'herbe.

Les chercheurs ont confirmé que les zones à l'extérieur des cages d'exclusion avaient une plus grande proportion d'espèces d'herbe précieuses, en particulier le chiendent, par rapport aux zones où le pâturage était restreint. Cela indique que la pression de pâturage aide à promouvoir la croissance des herbes plus nutritives.

Les résultats soutiennent l'idée que l'ajout de nutriments, en particulier le phosphore, aide à l'établissement des pelouses de pâturage dans des zones pauvres en nutriments. L'étude suggère que sans pâturage, les herbes de pelouse sont susceptibles d'être surpassées par des variétés plus grandes et moins digestibles.

De plus, il a été observé que le feu pourrait entraver le succès des pelouses de pâturage en éloignant les pâturants de ces zones. Cela peut perpétuer des systèmes dirigés par le feu, qui peuvent déstabiliser les pelouses de pâturage si les herbivores ne les pâturent pas régulièrement.

La recherche a conclu que l'ajout d'azote et de phosphore dans des savanes pauvres en nutriments peut mener à des herbes plus nutritives et attirer plus d'animaux de pâturage. Cela pourrait aider à maintenir les pelouses de pâturage, qui sont bénéfiques pour la santé globale de l'écosystème.

Améliorer la qualité du fourrage dans ces environnements est crucial pour soutenir une population herbivore en bonne santé. Dans les zones où les nutriments sont rares, les pelouses de pâturage pourraient jouer un rôle clé dans la prévention des incendies de forêt et l'amélioration des opportunités de tourisme animalier.

Malgré les résultats positifs, d'autres recherches sont nécessaires pour explorer les effets durables de l'ajout de nutriments et comment les herbivores continueront à influencer les pelouses de pâturage sur le long terme. Comprendre ces dynamiques est essentiel pour gérer les écosystèmes de savane, en particulier ceux qui sont pauvres en nutriments.

Cette étude souligne que les pelouses de pâturage peuvent être établies avec succès dans des environnements pauvres en nutriments si des conditions appropriées et des pratiques de gestion sont en place. Les recherches futures pourraient s'appuyer sur ces résultats pour assurer la durabilité des pelouses de pâturage et des herbivores qui en dépendent pour survivre.