Du retrait des espèces envahissantes à la restauration du milieu

Par Steven Braun

Traduction par Antoine Lafrance

Les inconvénients entraînés par les espèces envahissantes sont nombreux et d’une portée considérable. Heureusement, plusieurs enseignants sont conscients de ce problème et mettent leurs élèves à la tâche en leur demandant, par exemple, de retirer eux-mêmes des espèces envahissantes, leur offrant là une occasion d’apprendre par le travail en environnement. Ainsi, des activités comme le désherbage, le ramassage des ordures, l’étendage de paillis et la plantation d’arbres sont de plus en plus courantes en éducation péri- et parascolaire. Toutefois, les enseignants devraient voir plus grand et, au lieu de se limiter à planter des espèces indigènes et à étendre du paillis, miser sur la restauration de milieux (voir Tableau 1).

Les projets de restauration de cours d’école ne devraient pas s’arrêter au simple retrait des espèces envahissantes : il faudrait également y inclure la plantation d’espèces indigènes, l’amélioration de la qualité des sols et l’aménagement d’un milieu naturel. Ces travaux complémentaires offrent aux enfants une chance d’apprendre en travaillant et contribuent à la bonne santé de l’environnement local. En plus de renforcer chez les élèves le lieu de contrôle interne, par lequel on apprend à agir sur son sort, des projets de ce genre leur permettent de renforcer leur lien avec le milieu, d’apprendre grâce à des méthodes d’enseignement originales et de développer différents savoir-faire. Une restauration de cours d’école réussie n’est pas qu’un gage de meilleures conditions écologiques : elle profitera aussi à la communauté à long terme.

Cet article offre une vue d’ensemble sur un projet de restauration et les activités subséquentes, dont le suivi à long terme et l’intendance environnementale. Nous y verrons également l’importance du soutien de la collectivité. Le site de restauration en question, situé à l’école intermédiaire Evergreen d’Hillsboro, en Oregon (élèves entre 11 et 15 ans), était à l’origine totalement recouvert de lierre commun, ou Hedera helix. Des élèves de huitième année (d’environ 12 ans) et deux enseignants, aidés par les employés municipaux, ont retiré les plants de lierre et leurs racines. Ils ont ensuite étendu de la terre à jardin, planté des arbres, des arbustes et des plantes herbacées, tous indigènes, et mis d’autres végétaux en terre au printemps suivant. Le site de restauration ainsi créé, aménagé selon une méthode scientifique précise, constitue un véritable laboratoire extérieur. Une telle expérience à long terme aide les élèves à comprendre certaines notions d’écologie et à découvrir la méthode scientifique. De plus, ce laboratoire vivant permet aux élèves des années suivantes d’effectuer un suivi à long terme en alimentant une base de données toujours plus riche des résultats de leurs propres observations. Ainsi, ils seront également en mesure d’analyser les changements survenant sur le site au fil du temps.

Aménagement du site

Le laboratoire extérieur se divise en plusieurs parcelles de terrain aux aménagements végétaux et aux amendements de sol distincts. On y compte au total six types de parcelles : trois types d’aménagements de végétaux indigènes et deux types d’amendements de sol, et des parcelles témoins, sans traitement.

Les deux amendements de sol appliqués, soit du paillis, soit du compost, forment une couche de 15 à 20 cm d’épaisseur par-dessus une couche de terre à jardin commerciale de 40 à 60 cm. Pour ce qui est des trois types d’aménagements végétaux, ils ont été créés en fonction des diverses caractéristiques formelles et de l’arrangement des plantes herbacées, des arbustes et des arbres. Toutes les plantes ont été dispersées de manière égale sur les parcelles de terrain. Sur les parcelles témoins, recouvertes de terre à jardin, aucun amendement de sol n’a été effectué et aucune plante indigène n’a été plantée. Au total, 21 parcelles de 4 m² ont ainsi été créées, disposées de façon aléatoire : 18 ont subi des traitements et 3 n’en ont pas subi (parcelles témoins). Des panneaux explicatifs permettent d’identifier les parcelles de terrain et décrivent la méthode scientifique utilisée pour leur division ainsi que les techniques de suivi que nous avons adoptées pour juger de la valeur écologique du site de restauration.

Conditions écologiques

Au début du projet, le site de restauration était envahi de lierre commun. Maintenant, le terrain est couvert de paillis et de compost. Des plantes indigènes y poussent, et des sentiers de terre battue et panneaux explicatifs complètent l’aménagement. Au départ, il était prévu que les élèves retirent eux-mêmes les plants de lierre et les racines, mais le projet a pris tellement d’ampleur grâce au soutien de l’administration municipale, du voisinage et des enseignants que ce sont les employés de la ville qui s’en sont chargés. Cette contribution a grandement accéléré la restauration et illustre bien toute la valeur du soutien de la collectivité dans de telles entreprises. Même si les élèves n’ont pas eux-mêmes retiré le lierre, ils ont pu apprécier les améliorations qui y ont été apportées.

Une zone adjacente au site de restauration a été laissée intacte, couverte de lierre, pour servir de site de contrôle. Nous espérons que les nouvelles conditions écologiques engendrées par notre restauration atteindront ce site non restauré. Idéalement, nous souhaitons que notre site de restauration en vienne à ressembler aux sites de référence que nos élèves ont visités : une réserve écologique urbaine, un site non loin du nôtre où la restauration est encore en cours et une forêt à proximité. Nous avons trois sites de référence, mais un seul site naturel ou restauré suffit.

Les paramètres écologiques des trois différents sites (de restauration, de référence et de contrôle) ont été consignés par les enseignants avant le projet de restauration pour que les élèves puissent disposer de données de base, ou de référence. Après la restauration initiale (retrait des espèces envahissantes, plantation des espèces indigènes et amendements de sol), les élèves ont noté les nouveaux paramètres écologiques, se constituant ainsi une base de données utile pour de la recherche scientifique. Voici les paramètres en question :

1. La surface recouverte par les plantes (en pourcentage), aussi appelée couverture végétale;
2. La vitesse d’infiltration de l’eau;
3. L’humidité du sol (en pourcentage);
4. La chimie du sol (taux de phosphore et d’azote);
5. La densité apparente du sol.

Infiltromètre fabriqué à partir d’un tuyau d’égout robuste au bord inférieur biseauté. On doit l’enfoncer dans le sol par un mouvement de rotation ou en mettant sur le dessus un bloc de bois qu’on frappe avec une masse. Il doit être assez enfoncé pour que l’eau entre dans le sol, coule par le bas du tuyau et s’infiltre dans la terre adjacente au pot, de 3 à 10 cm en périphérie. On peut aussi fabriquer des infiltromètres moins durables à partir de sceaux de 18 L (environ 5 gallons) en plastique ou de gros contenants métalliques.

Activités de recherche

Le suivi environnemental et l’apprentissage par le travail, déjà abordés précédemment, sont des activités pédagogiques formidables, mais il est possible de faire participer les élèves à des activités de recherche qui sollicitent encore davantage leurs facultés cognitives. Vous trouverez ci-dessous deux activités de recherche dont nous nous sommes servis pour mettre à profit notre laboratoire d’apprentissage extérieur.

Activité 1

Question : Quel amendement de sol convient le mieux aux zones de restauration où l’accumulation de l’eau doit être minimisée et son infiltration maximisée?

Les élèves ont mesuré la vitesse d’infiltration de l’eau dans le sol en fonction de différents amendements de sol. Nous leur avons enseigné quelques notions de base sur les sols et l’hydrologie, comme la porosité, la texture du sol, la perméabilité (ou conductivité hydraulique – voir Tableau 2) et leur avons demandé d’évaluer quel amendement de sol permettait la plus grande infiltration d’eau entre le paillis de pin, le compost et la terre à jardin. Ici, la terre à jardin jouait le rôle d’amendement témoin, mais elle compose tout de même en partie notre site de restauration. Nous avons lancé l’expérience en aidant les élèves à dégager la question de recherche, les variables dépendantes et indépendantes, l’hypothèse ainsi que son explication. Puisqu’il s’agissait de notre première expérience, nous l’avons adaptée au niveau des élèves. En groupes de quatre, ils se sont servis d’un infiltromètre pour calculer à quelle vitesse l’eau pénétrait dans le sol. Ils ont ainsi obtenu une vitesse calculée selon un rapport hauteur/temps (cm/min) pour chacun des trois amendements. En résumé, pour connaître la vitesse d’infiltration de l’eau dans le sol, les élèves ont dû :

1. Enfoncer l’infiltromètre dans le sol à une profondeur de 2 à 6 cm;
2. Insérer une règle dans l’infiltromètre en alignant le zéro sur la surface du sol;
3. Verser de l’eau (environ 4 L) dans l’infiltromètre;
4. Noter la hauteur initiale de l’eau indiquée par la règle dans l’infiltromètre;
5. Noter le temps nécessaire pour que l’eau s’infiltre totalement dans le sol.

La vitesse d’infiltration varie en fonction de plusieurs facteurs : la quantité d’eau mise dans l’infiltromètre, la densité du sol, son humidité initiale et sa porosité. Cette réalité a alimenté la discussion sur les relations complexes entre le sol et l’eau. Les facteurs de variation, implicites dans la prise de données en environnement, ne doivent pas être négligés, même si dans ce cas, les différences d’infiltration de l’eau entre les types d’amendements étaient suffisamment importantes pour que nous n’ayons pas à trop nous y attarder.

Les élèves ont donc calculé la vitesse d’infiltration de l’eau pour les trois amendements de sol, soit le compost, le paillis et la terre à jardin en guise de sol témoin. Ils ont ainsi obtenu une base de données volumineuse qui, après avoir été révisée par les enseignants, leur a servi à répondre à la question de recherche. Les élèves ont organisé les données vérifiées pour construire trois diagrammes de quartiles¹ afin d’illustrer la variation entre les vitesses d’infiltration de l’eau en fonction de l’amendement de sol. D’après leurs diagrammes, ils ont ensuite jugé de la validité de leur hypothèse et ont rédigé leur conclusion scientifique en deux paragraphes.

Activité 2

Question : Quel aménagement de végétaux ou quel amendement de sol préviendrait le mieux le retour des espèces envahissantes sur notre site de restauration?

Les élèves ont mesuré le pourcentage de la couverture végétale sur le site de restauration et ont fait des comparaisons. Ils ont choisi de comparer soit les différents amendements de sol, soit les aménagements de végétaux indigènes, soit le site de restauration et le site de contrôle non restauré à proximité. Nous leur avons d’abord enseigné quelques notions d’écologie végétale, de géologie et d’identification des espèces. Nous avons élaboré l’expérience en aidant les élèves à dégager la question de recherche, les variables dépendantes et indépendantes et l’hypothèse ainsi que son explication. Comme nous savions que les élèves auraient du mal à mener l’expérience de A à Z sans repères, nous l’avons quelque peu structurée en leur expliquant quand et comment mesurer le pourcentage de couverture végétale ainsi qu’en leur donnant le choix des éléments à comparer. Par groupes de quatre, les élèves ont ensuite mesuré en pourcentage la couverture végétale des différentes espèces de plantes. Pour ce faire, ils ont dû :

1. Sélectionner une parcelle de terrain à l’aide d’un générateur de nombres aléatoires;
2. Sélectionner au hasard un quadrat de la parcelle de terrain (derrière à gauche, derrière à droite, avant à gauche, avant à droite);
3. Déposer leur carré de PVC de 1 m² sur le quadrat de la parcelle choisi au hasard;
4. Estimer en groupe le pourcentage de la surface recouverte par chaque espèce;
5. Consigner ce pourcentage.

Chaque groupe a reproduit entre cinq et dix fois l’expérience pour chaque parcelle traitée et pour une parcelle témoin. L’expérience devait être reproduite plusieurs fois pour tenir compte des variations et présenter des données les plus précises possible. Les élèves ont ensuite analysé ces données comme lors de l’activité 1, soit en utilisant des diagrammes de quartiles et en rédigeant une conclusion écrite inspirée de leurs résultats.

À partir d’un tel site de restauration, on peut également demander aux élèves de se concentrer sur l’apparition de nouvelles pousses de plantes, ce que certains ont fait à notre école. Ils ont dénombré les nouvelles pousses sur plusieurs parcelles de terrain aux amendements de sol différents (paillis, compost et, comme amendement témoin, terre à jardin). Ils ont reproduit l’expérience trois fois sur chacun des trois types de sols. Ces données ont ensuite été rassemblées et ont permis aux élèves de comparer l’apparition de nouvelles pousses en fonction des différentes parcelles de terrain d’où elles provenaient. L’intérêt de cette autre avenue, en comparaison avec la mesure du pourcentage de couverture végétale, est qu’elle ne nécessite pas autant de matériel ou de connaissances sur l’identification des plantes.

Notre site de restauration a ouvert la porte à plusieurs autres perspectives de recherche. Les élèves ont pu y étudier la relation entre la densité du sol et la vitesse d’infiltration de l’eau, la variété plus ou moins grande d’invertébrés terrestres qu’on retrouve sur le site de restauration et de contrôle, et les variations dans la chimie et l’humidité du sol d’un site à l’autre. Ce genre d’expériences permet aux élèves d’appliquer une méthode de recherche; ils doivent comprendre les résultats de leurs expériences et en rendre compte. Pour compléter chaque activité de recherche, les élèves ont rédigé une conclusion et consigné leurs résultats à leur façon, souvent en utilisant un diagramme de quartiles. De plus, plusieurs élèves ont participé à une conférence professionnelle sur les sciences aquatiques (le Joint Aquatic Sciences Meeting) et y ont présenté le résultat de leur travail, ce qui a légitimé leurs efforts et leur a permis de se sentir utiles.

Conseils pour vous lancer dans des projets similaires

Nous avons tiré plusieurs enseignements tout au long de cette aventure, de la planification du projet de restauration aux activités de suivi et d’apprentissage qui en ont résulté. Il est crucial de solliciter le soutien de la communauté pour de tels projets : grâce au personnel de la ville et de l’école, nous avons surmonté les obstacles. Par exemple, les employés municipaux ont retiré mécaniquement les plants de lierre et leurs racines du site de restauration, le directeur de l’école a publié des photos de notre projet sur le site Internet de l’école et les médias locaux ont parlé de nous. À cet égard, établir de bonnes relations a été la clé de notre succès : l’année avant la mise sur pied de ce projet, j’avais créé des contacts entre notre école et la municipalité, qui ont mené à des dons en biens et en argent et à des rabais sur les amendements de sol et les outils nécessaires (pelles, râteaux, sceaux).

Si vous vous lancez dans un tel projet, tenez-vous-en aux méthodes conventionnelles de recherche avec vos étudiants. En structurant la recherche et en vérifiant l’exactitude des données, vous leur permettrez de trouver des réponses à leurs questions. De plus, en accumulant ainsi des données fiables, vous permettrez à quelques autres générations d’élèves de se poser de nouvelles questions et d’analyser le succès de la restauration à long terme. Toute bonne chose a néanmoins une fin : lorsque les efforts de restauration et de suivi sur quelques années porteront fruit, l’intégrité écologique du site restauré se maintiendra sans votre intervention.

References:

1. Conseils pour bâtir un diagramme de quartiles : vérifiez les données de tous vos élèves et rassemblez-les dans un seul tableau. Demandez-leur ensuite de classer ces données en ordre croissant dans un autre tableau. Rassemblez les données ordonnées en cinq catégories : valeur minimale, Q1, médiane, Q3, valeur maximale). Créez un diagramme de quartiles avec des valeurs sur l’axe des y pour chaque amendement de sol. Fournissez un exemple.

———————————————————

Par Steven Braun

Antoine Lafrance est étudiant en traduction professionnelle de l’anglais au français de l’Université de Sherbrooke et diplômé au certificat en traduction de l’espagnol au français de l’Université de Montréal.

Ce qui précède est une traduction de « From Removal to Restoration » qui a été publié en Teaching About Invasive Species.