CHAPITRE XIII

Propriétés physiques des sols forestiers

86. Importance des propriétés physiques en sylviculture. — Les qualités chimiques résultant de la nature, de la proportion, de l’assimilabilité des principes minéraux, dont il'vient d’être question

dans les deux chapitres précédents, ont certes une influence sur la:

production ligneuse.

Mais en sylviculture les propriétés physiques, c’est-à-dire celles en vertu desquelles le sol fournit aux arbres l'air, l’eau, la chaleur et aussi la base solide qui leur sont nécessaires, priment bien certainement les qualités chimiques ; en agriculture, au contraire, celles-ci ont une importance capitale.

Les propriétés physiques, dont les principales sont la profondeur, la faculté d’imbibition, l’aptitude à la dessiccation, à l’échauffement, la perméabilité, la ténacité peuvent être fort différentes en des points très rapprochés et, suivant qu’elles sont plus ou moins accusées, la végétation forestière est plus ou moins belle. Dans les sols granitiques ou calcaires, par exemple, la profondeur, la plus importante des qualités physiques, peut varier beaucoup à quelques mètres de distance (pl. 1, forêt de Gérardmer). lei la roche affleure; un peu plus loin 1l y a un mêtre de sol.

Elles ont une telle influence sur la végétation que certains phytogéographes (THuRMANN et ses disciples) attribuent à elles seules la distribution des végétaux à la surface du globe, à l’exclusion des qualités chimiques.

C’est aller trop loin ; mais les partisans les plus convaincus de l'influence chimique ne songent pas à nier le rôle important que jouent à cet égard les propriétés physiques.

En agriculture, par des opérations manuelles incessantes qui sont

ke à

l'occupation principale du cultivateur, par des amendements on agit sur les propriétés physiques pour les améliorer et les amener à un degré convenable. En sylviculture, les labours, défonçages, hersages, etc., sont impossibles, et c’est pourquoi il est si important que les sols forestiers possèdent de suite les qualités physiques nécessaires. Nous pouvons aussi cependant les améliorer quelque peu, non point brusquement comme l’agriculteur, mais lentement, à la longue, avec de l’esprit de suite, par des opérations culturales bien entendues, par un choix judicieux des essences et des modes de traitement, et l’un des buts de la sylviculture est précisément, comme on l’a dit au début, de maintenir les qualités physiques en bon point, de les améliorer, si c’est possible.

L’agriculteur cultive des plantes très épuisantes pour la réussite desquelles il faut trouver dans la terre un stock suffisant de principes nutritifs ; le sylviculteur s’adresse à des végétaux beaucoup moins exigeants qui prospèrent en général sur tous les sols — qu'ils soient siliceux ou calcaires — pourvu qu’ils aient une profondeur et une réserve d’eau suffisantes.

Il faudrait qu'un sol fût bien pauvre pour ne pas renfermer la faible quantité de matières minérales que l’arbre réclame et, en fait, sous la condition qu’on laisse sur place les feuilles mortes et que le terrain ne contienne pas de substances nuisibles à la végétation (sel, gypse, tourbe, etc.), il est toujours assez riche pour porter et nourrir indéfiniment de superbes forêts, comme en témoignent celles qui couvrent les régions de sables quartzeux purs. Mais l'arbre a besoin d’eau dont il fait une grande consommation ; il a besoin d’air pour faire vivre son puissant système radiculaire ; il a besoin d’une assiette solide qui lui permette de résister aux coups de vent. Ce sont ces conditions, avant toutes autres, qui limitent sur le globe l’extension des zones forestières.

On peut admettre, en somme, que les sols profonds, riches en eau et suffisamment tenaces sont toujours de bons sols pour la forêt (*).

1. Tous les forestiers peuvent citer de nombreux cas où les qualités physiques seules déterminent la bonne ou mauvaise végétation des peuplements. Citons un

87. Profondeur. — C’est l'épaisseur de la zone dans laquelle plongent les racines des arbres. Elles pénètrent plus loin que celles des végétaux agricoles quand la perméabilité du sol le permet. Il est rare que les racines les plus profondes des arbres les plus pivotants s’enfoncent à plus de 2 mêtres('), même dans les sols très perméables comme les sables. Dans les sols quelque peu argileux les racines, par suite du tassement, ne peuvent guère dépasser 1 mêtre.

L'influence de la profondeur se traduit immédiatement par l’aspect du massif. Quand le sol est superficiel, il y a moins de tiges à l’hectare parce que les cimes et les racines s’étalent largement ; les fûts sont courts, les cimes sont arrondies. Dans les forêts à sol profond, les tiges sont plus nombreuses, les fûts sont élancés, les cimes ont une forme ovoïde allongée, de même que les racines, au lieu de s’étaler dans la zone superficielle, s’enfoncent pour puiser la solution minérale en réserve dans les couches profondes. IL est clair qu’à composition chimique identique, un sol trois fois plus profond qu’un autre pourra nourrir trois fois plus d’arbres ou, plus exactement, produire trois fois plus de matière ligneuse. Outre cet avantage, les sols profonds ont celui de mieux garder leur provision d’eau, d’être plus indépendants des variations atmosphériques (température, humidité). Dans les années de sécheresse calamiteuse, comme en 1893, l'accroissement des hêtres sur certaines forêts calcaires à sol très superficiel n’a été cette année-là que le quart de celui de 1891, tandis que, dans des forêts voisines à sol plus profond (grès bigarré), il s’est élevé à la moitié de celui de 1891, le sol du grès bigarré

exemple tiré des analyses de sols forestiers réunies dans le tableau I. Les chiffres se rapportant aux sols de Ja forêt de Boulogne (près Blois) [n° 30-34] n'indiquent pas de grandes différences dans les taux de potasse et d'acide phosphorique. Si le n° 30 porte « un massif de chêne pur de cent quarante ans bienvenant », tandis que le n° 33 est garni « d'un semis naturel de vingt ans, chêne et charme, déjà mourant en cime », cela tient bien certainement à ce que le n° 30 a un « sous-sol argileux et sablonneux perméable aux racines », tandis que le n° 33 a « pour sous-sol un banc calcaire que les racines ne peuvent traverser »., À chaque instant on rencontre des faits du même ordre. Mais, d'autres fois (n° 62, sol de la forêt d'Aulnay), c'est l'analyse chimique qui donne la solution du problème.

1. À moins qu'elles ne profitent de fissures du sol, auquel cas elles peuvent aller très loin, tant qu'elles trouvent air et humidité.

PROPRIÈTÉS PHYSIQUES DES SOLS FORESTIERS 269 s’étaut par son épaisseur mieux garanti contre l’évaporation. L’eau, emmagasinée en grande quantité dans les couches profondes de ce sol poreux, a pu aisément remonter par capillarité jusqu'aux racines des hêtres pour fournir, sans la satisfaire, à leur énorme transpiration.

Les sols de transport sont, d’habitude, plus profonds que les sols en place. Ceux-ci, souvent très superficiels sur les calcaires, les schistes, les gneiss, par exemple ('), voient cependant leur épaisseur s’accroître peu à peu, lentement, par une culture forestière bien comprise ; elle s’accroit par le haut grâce à la couverture annuelle de feuilles mortes ; elle s’accroît par le bas grâce à la désagrégation et à la décomposition de la base minéralogique sous l’action de l’eau carbonique (n* 3 et 4).

Par contre, une mauvaise opération culturale, surtout sur de fortes pentes et sur des sols facilement affouillables, peut, en interrompant le massif, livrer le terrain à la force d’entraînement de l’eau qui a vite fait de délayer le sol et d’amener toute la terre meuble au bas du versant. C’est généralement là que le sol a sa plus grande profondeur et que la végétation est la plus luxuriante.

Il est bien reconnu maintenant que, sur les pentes excessives des montagnes à sol délitable, la forêt seule, constituée en massif plein d’essences à couvert épais et munie de sa couverture morte, peut maintenir le sol en place, conserver ét même augmenter sa profondeur.

Dans les montagnes ou collines des latitudes moyennes, où l’influence de l'exposition se fait le plus sentir, on à remarqué que généralement le sol, toutes autres conditions égales, est plus profond aux expositions froides du nord et du nord-est qu'aux expositions chaudes du sud ou du sud-ouest, parce que l'humidité, condition essentielle à l’érémacausis et à la production de l’acide carbonique, s’y maintient plus longtemps.

Le sol est dit érès superficiel quand son épaisseur ne dépasse pas 15 centimètres, superficiel quand son épaisseur ne dépasse pas

1. Quand la roche se décompose bien, comme il arrive pour les granits à gros éléments, les sols en place acquièrent pariois une grande épaisseur.

30 centimètres, assez profond quand son épaisseur ne dépasse pas 60 centimètres, profond quand son épaisseur ne dépasse pas 1 mètre et (rés profond quand son épaisseur dépasse 1 mêtre (').

Lorsqu'il s’agit de boiser un terrain ou d'introduire dans une ancienne forêt des essences nouvelles, il faut tout d’abord s’enquérir de la profondeur du sol et choisir les espèces en conséquence. Certaines, comme les chènes, le sapin, ont des racines pivotantes et exigent pour végéler convenablement des sols profonds, tandis que d’autres (hêtre, épicéa) acquerront de belles dimensions sur des sols superficiels. Les arbres peuvent modifier leur enracinement normal pour s'adapter au sol dans lequel ils croissent; c’est ainsi que l’on. voit des chênes sur des sols très superficiels (sols calcaires), mais. cette adaptation, souvent plus apparente que réelle du reste (*), ne va pas sans influer fâcheusement sur la végétation.

88. Texture du sol. — On appellé ainsi le mode d’agencement des particules du sol, particules plus ou moins grosses, de formes plus ou moins régulières, plus ou moins stables, qui laissent entre elles des vides où circulent l'air, l’eau, les racines.

Comme la texture du sol a la plus grande importance en sylviculture, qu'elle règle toutes les autres qualités physiques, même la profondeur — car la profondeur d’un sol dépend souvent de sa texture — il est utile d’insister un peu sur ce sujet (°).

La texture des sols forestiers diffère beaucoup de celle des sols cultivés. Voilà deux champs voisins identiques. On reboise l’un, laissant l’autre en culture. Au bout d’un certain nombre d’années, le sol reboisé, où la charrue n’aura pas pénétré, aura une texture toute différente de celle du champ labouré. C’est lentement, progressivement, par l’action continue des forces naturelles que s’opère

1. La même échelle et les mêmes dénominations sont usitées en Allemagne.

2. Les sols superficiels calcaires ou porphyriques, par exemple, sont généralement sillonnés de fentes profondes dans lesquelles s'accumulent la terre fine et l'humidité et où s’enfoncent les racines des arbres.

3. Comme les propriétés physiques sont décrites dans tous les ouvrages d'agronomie,

il ne sera question dans ce chapitre que de celles qui se présentent dans la culture forestière avec des traits spéciaux.

cette modification, ce passage du so! arable à la terre sous bois. Chacun sait qu’un champ qu’on reboise n’acquiert qu’au bout d'un temps fort long les caractères spéciaux des sols forestiers () ; et inversement, il faut un certain nombre d’années, bien moindre pourtant que dans le premier cas, à un bois défriché pour prendre l’aspect d’un sol agricole.

Les particules minérales du sol sont le produit, soit de la désagregalion, soit de la décomposition de la roche sous-jacente (sols en place) ou de roches plus ou moins éloignées (sols de transport), soit, le plus souvent, de ces deux actions réunies.

La désagrégation, simple fragmentation sans modification de la composilion chimique, est produite par des forces physiques (variations de température, gel et dégel, action mécanique de l’eau, action des racines). Gertaines roches, le quartz, par exemple, ne son! accessibles qu’à cet ordre de phénomènes ; les grains de sable, plus ou moins gros, anguleux ou arrondis par le frottement, ont la composition de la roche-mère. Ces roches, dites psammogènes (quartz, quartzite, granit), forment par leurs débris des couches épaisses et étendues de sables plus ou moins purs; ce sont souvent des sols forestiers.

1. Ainsi, leur tapis végétal est constitué par une flore spéciale. « Les plantes de petite taille, ligneuses et surtout herbacées, qui vivent à l'ombre de la forêt, s'y installent avec une rapidité très inégale. Non seulement le milieu spécial qu'elles réclament comporte la création de massifs forestiers, mais encore il faut que le sol se modifie profondément dans sa constitution chimique, dans ses propriétés physiques ef surtout dans ce qu'on pourrait appeler sa structure. Ges modifications paraissent exiger un temps fort long puisque des cantons boisés il y a plus d'un siècle et demi n'ont pas encore le sol et par suite le tapis végétal des cantons qui n'ont jamais cessé d’être boisés ou que la forêt a de nouveau couverts depuis un temps fort long. » (« Un Reboisement », par M. Fucne, Annales de la Science agronomique française et élrangère, t. I, 1888.)

On trouvera aussi de bons exemples de modifications de la flore suivant qu'on passe de la ferre cullivée à la jachère, qui peu à peu devient /ande et enfin bois, dans le Pâturage en forét de M. Marmey (p. 1-30). Les associations végétales, soit primitives, soit dans leurs états successiis, varient évidemment beaucoup selon la nature du sol et l'altitude. Darwin, dans son livre célèbre sur l'Origine des espèces, à fait des observalions analogues et indiqué les changements profonds que le boisement d'une lande avait amenés non seulemeut dans Ja flore, mais dans la faune (vers, iusectes, oiseaux).

D’autres roches, dites pélogènes, dont le feldspath est le type, sont plutôt sensibles aux actions chimiques ; elles se désagrègent aussi,

certes, mais, de plus, elles se décomposent, se réduisant en une

poudre impalpable dont la composition diffère de celle de la roche formatrice : le kaolin (silicate d’alumine hydraté en poussière blanche, amorphe) provient de la décomposition (par l’eau carbonique) des cristaux de feldspath orthose (silicate double d’alumine et de potasse). |

Suivant les cas, c’est tantôt l’un, tantôt l’autre de ces produits

d’altération qui domine dans les sols (*) pour en former toute la ma-

tière minérale.

On distingue deux modes d’agencement des particules : la texture en grains isolés et la texture en grumeaux (©).

À. Texture en grains isolés. — Dans les sols de sable pur dépourvus d’humus ou d’argile ou de toute autre matière pouvant agir comme ciment, les grains de sable se juxtaposent simplement, sans aucune adhérence, aucune cohésion.

Dans cette texture, dite en grains isolés, supposons le cas le plus simple, celui où le sol est formé de sphères d’égale grosseur. Ces sphères laissent entre elles un certain espace occupé par de l’air ou de l’eau et qu’on appelle le volume des pores ou l’espace lacunaire. Suivant qu'il sera plus ou moins considérable, la densité du sol sera elle-même plus ou moins grande, ainsi que sa porosité qui a pour expression le volume de ces vides.

On démontre aisément que le volume des pores est indépendant

1. Récemment (Comptes rendus de l’Académie des sciences, 1903-1904), certains chimistes, MM. DeLace et LAGATu, s'appuyant sur des observations de sol faites en plaques minces au microscope polarisant, ont nié les faits de décomposition. « La terre arable, disent-ils, qui, dans tous les traités classiques, est présentée comme le résultat d'une désagrégation et d’une décomposilion des minéraux essentiels des roches, nous est apparue, d'une manière constante, comme un simple produit de désagrégation... La terre arable est ramenée à l'idée d'une roche simplement triturée. » Cette affirmation inattendue n'est pas admise sans conteste.

2. Nous appelons grains les particules de matière minérale irréductibles, à la main en fragments plus petits, ne se divisant pas sous le doigt ou dans l'eau; les grumeaux sont des amas de ces grains non réductibles, agglutinés par un ciment quelconque et se délayant dans l'eau ou se démolissant sous la pression des doigts.

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PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES SOLS FORESTIERS 213 de la grandeur relative des sphères, mais varie avec leur arrangement(') depuis un maximum égal à 47,64°/, du volume total jusqu’à un minimum qui n’est plus que les 25,95 °/, de ce même volume.

Mais dans la nature on rencontre surtout des sols composés de orains de grosseur diverse; les éléments plus fins se placent entre les autres et l’espace lacunaire peut se trouver fort réduit.

B. Texture en grumeaux. — Dans tous les bons sols agricoles ou forestiers, les grains de grosseur très variable sont réunis en agrégats plus ou moins volumineux, que l’on appelle des grumeaux et qui, souvent, ne se démolissent qu'après une énergique pression des doigts (*). Ces grumeaux se forment sous l’action de diverses substances jouant le rôle de ciment. Alors aux vides existant entre les particules élémentaires viennent s’ajouter ceux que forment les agrégals ou grumeaux et l’espace lacunaire pourra dépasser de beaucoup le maximum de 47 °/, indiqué ci-dessus.

89. Texture en grumeaux des sols forestiers. — La formation et le maintien de cette texture grumeleuse des sols forestiers déterminent leur ameublissement(®), comme on dit quelquefois, et sont de la plus haule importance pour la fertilité. L’aéralion du so}, la circulation de l’eau, le développement des racines en dépendent presque entièrement. Dans les sols de diluvium, ce développement est toujours en rapport avec la texture grumeleuse ; les racines

1. L'empilement qui laisse le plus de vide (47,64 °/.) est celui où les grains sont disposés verticalement l'un sur l'autre. Dans celui qui en donne le moins (25,95 ©), chaque grain d'un rang alterne avec ceux des rangs contigus. [l est intéressant de constater que les sables à grain fin qui forment le fond des lacs ou des marais présentent un espace lacunaire qui correspond presque exactement à l'espace théorique calculé dans l'hypothèse de la disposition la plus serrée.

2, Parfois il faut humecter la terre pour la briser et la réduire en ses grains les plus ténus.

3. L'ameublissement est obtenu en agriculture par des opérations manuelles variées et répétées * dont le labour est la principale ; en sylviculture, on ne travaille pas le sol ; il s'ameublit de lui-même ; c'est pourquoi le terme agricole ne peut être employé, il ne répond pas exactement aux faits.

* La pluie détruit l’'ameublissement ; il faut le rétablir tous les ans. ÉTUDES FORESTIÈRES 18

s’étendent dans le sol aussi loin qu’elle règne, et il y a souvent de ce chef des différences de profondeur de 20 à 30 centimètres dans des

sols originairement identiques. Tous les sols forestiers peuvent ac-.

quérir cette texture, importante à réaliser surtout pour les terres compactes, presque imperméables, telles que les argiles. Dans les forêts à sol de sable, les grumeaux sont cimentés essentiellement par de l’acide humique, comme l’a montré M. ScaLæsinc.

Le forestier doit avoir le souci constant de maintenir cet ameublissement, celle texture grumeleuse si utile pour le fonctionnement optimum des agents MARCUS et chimiques qui influent sur la végétalion.

La formation et le maintien de cette texture grumeleuse des sols :

forestiers sont dus au concours de plusieurs facteurs dont les principaux sont :

a) Présence à la surface de détritus organiques, producteurs d’humus dont l’acide humique et la chaux Joe le rôle de ciment vis-àvis des particules du sol;

b) Action des animaux ;

c) Action des ns et des racines;

d) Absence du tassement provoqué de les champs : le choc

violent de la pluie.

A ces causes que l’on constate dans les sols forestiers et pas du

tout, ou à un bien moindre degré, dans les sols agricoles on peut ajouter des actions communes aux divers milieux, telles que e) les changements de volume du sol par les alternatives de sécheresse et d'humidité, de gel et de dégel.

a) L’action de la couverture morte (et des sels solubles qu’elle

renferme) sur la porosité du sol forestier a déjà été signalée précé-

demment (n° 28).

Toutes les opérations qui tendent à diminuer cette provision de sels solubles constamment fournis par les feuilles mortes (enlèvement périodique de la couverture, présence d’humus imparfait) provoquent une diminution de la texture grumeleuse et par suite de la porosité.

Le durcissement que le sol éprouve à la suite du ratissage prolongé de la couverture et qui se manifeste par la diminution du

er cmt des Ds Ve à D ON dira à

… volume des pores est démontré par les chiffres suivants dus à E. Raà - MANN:

LOT RATISSÉ LOT KON RATISSÉ Re Couche Couche Couche Couche supérieure 1rofonde supérieure profonde 0 à 11 20 à 351 011 20 à 31

centimètres centimètres centimètres centimètres

. CE ola °/o 0/0 Parcelle [(') volume des pores. 44,24 451 sf 657 46,1 LE —— 47,14 45,0 51,0 45,1

…… La porosité du sol forestier dépend non seulement de la présence de la couverture, mais encore de son mode de décomposition, sui- De vant qu'il se forme du terreau doux ou de l’humus brut. Jusqu’à une assez grande profondeur, le sol à terreau doux a une texture grume-

…leuse, tandis que la texture est plus compacte sous une couverture É d'humus brut. Ainsi on a trouvé pour le