Quaternaire, 24, (2), 2013, p. 167-177

Manuscrit reçu le 03/06/2012, accepté le 10/04/2013

COMPARAISON DE SIGNAUX ANTHRACOLOGIQUES HOLOCÈNES ISSUS DE DIFFÉRENTS TYPES D’ARCHIVES EN ALLEMAGNE : VERS UNE RECONSTITUTION PLUS PRÉCISE DE L’HISTOIRE DES INCENDIES ?

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Vincent ROBIN1, Hannes KNAPP2, Björn-Henning RICKERT1, Brigitte TALON3 & Oliver NELLE3

RÉSUMÉ

L’anthracologie permet de reconstituer l’histoire et la dynamique des écosystèmes passés à partir de différents types d’enregis-trements d’indicateurs carbonisés. La pertinence et la signification de l’approche anthracologique choisie, pour une problématique donnée, sont directement liées au type d’archives qui a permis la conservation « longue durée » de ces enregistrements. En consé-quence, les protocoles d’échantillonnage et d’analyse dépendent grandement du type d’archives prélevé, mais aussi du type d’enre-gistrement anthracologique analysé. Plus une particule carbonisée est grosse, plus elle est indicatrice localement. Nous démontrons ici que l’analyse comparative d’enregistrements anthracologiques constitués d’assemblages de particules de différentes tailles et issus de différents types d’archives, permet d’optimiser la reconstitution des signaux d’incendies. Pour cela nous avons comparé des assemblages anthracologiques provenant de différents types d’archives, pour deux sites d’étude en Allemagne. Dans chacun de ces sites nous avons analysé quantitativement et qualitativement des enregistrements de charbons provenant de prélèvements de sols et/ou de séquences sédimentaires continentales, et de séquences de tourbes. Nous avons extrait des assemblages de micro-, macro- et méga-charbons. L’observation de la synchronicité et/ou de l’asynchronicité de ces différents signaux, avec le support des datations radiocarbone et des modèles âge / profondeur, permet de mettre en lumière l’efficace et utile complémentarité de cette approche multi-proxy.

Mots-clés : micro-charbon, macro-charbon, méga-charbon, régime d’incendie, Holocène, Europe centrale

ABSTRACT

COMPARISON OF HOLOCENE ANTHRACOLOGICAL SIGNALS, FROM VARIOUS TYPES OF ARCHIVES IN GERMANY: TOWARD A MORE DETAILED RECONSTRUCTION OF FIRE HISTORY?

Anthracology permits the reconstruction of both history and dynamics of past ecosystems based on various types of carbo-nized indicators. Various anthracological approaches allow the quantitative and/or qualitative analysis of the recording of those indicators, in various preservation contexts. Therefore, the relevance and significance of a chosen anthracological approach to a specific problematic, are directly related to the type of archive that have preserved on a long term scale the records. Consequently, the strategy for sampling and analysis will depend largely on the type of available archive. For instance, the spatial resolution of a signal would notably depend on the lake size and catchment area feature. In addition, the size of the carbonized pieces would have a role in the spatial resolution of the analyzed anthracological signal. The larger a carbonized piece, the most local its significance. Thus, the macroscopic and microscopic charcoal assemblages are commonly distinguished, and interpreted as having various spatial resolutions. Therefore, the analytical protocol must be adapted to the desired, or needed, spatial resolution. We postulate here that the comparative analysis of anthracological records, consisting of piece assemblages of various sizes, and sampled from various types of archives, allows one to improve the reconstruction of fire signals. To demonstrate that hypothesis, we compared anthracolo-gical assemblages from various archive types on two investigation areas in Germany. On each of those areas, we quantitatively and qualitatively analyzed charcoal records from sampled soils, and/or continental sediment sequences, and from peat sequences. We extracted the micro-, macro- and mega-charcoal assemblages. With the support of radiocarbon dating and of age/depth models, we observed synchronous and asynchronous patterns in the various signals analyzed, which highlight the utility and efficiency of such a complementary multi-proxy approach.

Keywords: micro-charcoal, macro-charcoal, mega-charcoal, fire regime, Holocene, central Europe

1 Institut für Ökosystemforschung, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Olshausenstrasse 75, D-24118 KIEL. Courriels : vrobin@ecology.uni-kiel.de, brickert@ecology.uni-kiel.de2 Institute for Geoscience, Johannes Gutenberg University Mainz, J.-J.-Becher-Weg 21, D-55099 MAINZ. Courriel : knapp@uni-mainz.de3 Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Écologie, Université Aix-Marseille, Bâtiment Villemin, Domaine du Petit Arbois, Avenue Phili-bert, BP 80, F-13545 AIX-EN-PROVENCE cedex 04. Courriels : brigitte.talon@imbe.fr, oliver.nelle@imbe.fr

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1 - INTRODUCTION

Le régime des incendies est un facteur important des changements de dynamiques écosystèmiques (Thonicke et al., 2001). Ce rôle majeur des événements d’incendie a été en grande partie identifié grâce à l’analyse quan-titative et/ou qualitative d’enregistrements paléo-anthra-cologiques. Ces derniers constituent les évidences directes des occurrences passées des incendies (Whit-lock & Larsen, 2001 ; Conedera et al., 2009). Depuis les premiers travaux du milieu du xxe siècle, un nombre grandissant d’études anthracologiques ont été réalisées, principalement dans des biomes au sein desquels la végé-tation et le climat s’avèrent propices aux incendies (e.g. biomes boréal et méditerranéen), fournissant un grand nombre d’enregistrements anthracologiques pertinem-ment exploitables pour la reconstitution significative du régime passé des incendies, de l’échelle locale (e.g. Millspaugh & Whitlock, 1995 ; Olsson et al., 2010), à des échelles globales (Carcaillet et al., 2002 ; Power et al., 2008 ; Marlon et al., 2009).

Malgré tout, pour ce qui concerne plus spécifiquement la caractérisation du régime passé des incendies dans des biomes où ceux-ci ne sont pas une composante natu-relle première de la dynamique, les données sont encore éparses. C’est le cas de l’Europe centrale où encore peu d’analyses d’enregistrement anthracologiques ont été réalisées (Tinner et al., 2005). Ainsi, par exemple, les déterminismes des événements, et les patrons des régimes passés des incendies restent difficiles à caractériser. Pour autant, les écosystèmes d’Europe centrale, bien que souvent résistants aux incendies (i.e. faible inflamma-bilité et capacité de propagation), s’avèrent avoir brûlé (Clark, 1988 ; Goldammer & Page, 2000 ; Robin et al., 2012), avec des conséquences possiblement drastiques sur les systèmes puisque ceux-ci sont faiblement rési-lients à la « perturbation incendie ». Les régimes passés des incendies, peuvent aussi avoir joué un rôle important dans la dynamique multimillénaire de ces écosystèmes. Il est donc important d’étudier les conséquences des occur-rences d’incendies pour ces écosystèmes « non adaptés » à ces derniers, ainsi que leurs réponses à cette perturba-tion. Ceci s’avère d’autant plus important au regard des changements climatiques en cours (IPCC, 2007). Ces derniers induisent des changements de végétation, qui pourraient avoir comme conséquences importantes un « déplacement des risques d’incendies », notamment vers une augmentation de ce dernier dans des écosystèmes ou ils n’ont aujourd’hui qu’un impact mineur (Thompson et al., 2009 ; Chatry et al., 2010).

Pour autant, la composante climatique n’est pas la seule à prendre en compte pour étudier le régime passé des incendies. Le rôle, direct ou indirect, des acti-vités anthropiques s’avère un facteur important dans l’occurrence et la caractéristique d’événements passés d’incendies. Ceci d’autant plus dans des écosystèmes résistant au risque d’incendie. Dans ce cadre-là, la main de l’homme comme facteur de départ et de propagation des incendies est un déterminisme essentiel (Kalaora & Savoya, 1999 ; Challot, 2004 ; Marlon et al., 2009). Ce

« filtre » des activités humaines complexifie les signaux paléo-anthracologiques, aussi bien concernant les processus pré-dépositionnels que post-dépositionnels (Scott & Damblon, 2010 ; Théry-Parisot et al., 2010). Ainsi, les enregistrements anthracologiques d’Europe centrale apparaissent non seulement rares, mais aussi délicats à appréhender pour ce qui est de définir leur signal incendie.

Pour répondre à cette difficulté d’analyse des enre-gistrements anthracologiques d’Europe centrale nous formalisons ici une stratégie analytique permettant de reconstituer avec une plus grande précision l’histoire des incendies. Cette approche repose sur la compa-raison de différents signaux anthracologiques, issus de différents types d’archives. Nous présentons ici les trois méthodes utilisées (i.e. l’analyse pédoanthracologique, l’analyse des macro-charbons sédimentaires, et l’analyse des micro-charbons sédimentaires), en soulignant leurs spécificités et complémentarités, et nous illustrons l’uti-lisation de cette approche à travers des cas d’études en Europe centrale.

2 - MÉTHODES

2.1 - ASPECTS TAPHONOMIQUES

La formation d’assemblages anthracologiques résulte de l’occurrence d’au moins un événement d’incendie, au cours duquel une quantité variable de charbon est formée en fonction des conditions de combustion et de carbo-nisation (Scott et al., 2000 ; Conedera et al., 2009). Le charbon formé est soumis aux processus taphonomiques de fragmentation, enfouissement, et/ou transport, condui-sant à la formation d’assemblages anthracologiques et à leur enregistrement dans divers types d’archives paléo-environnementales (Patterson III et al., 1987 ; Thinon, 1992 ; Scott et al., 2000 ; Scott & Damblon, 2010). Un grand nombre d’études descriptives et expérimentales montrent que la taille des fragments de charbon est un paramètre clé dans les processus taphonomiques (e.g. Clark et al., 1998 ; Blackford, 2000 ; Carcaillet et al., 2007). Ainsi, en fonction du type d’archive prélevé et du protocole analytique utilisé divers types d’assemblages anthracologiques peuvent être extraits, selon la taille des fragments qui les constituent (fig. 1). La distinction de ces différents assemblages anthracologiques permet d’obtenir des signaux incendie ayant différents niveaux de résolution spatiale, par rapport à leur source de forma-tion.

Généralement, on distingue les assemblages en micro-charbons, inférieurs à 100-200 µm, pouvant être trans-portés sur de longues distances et être ainsi indicateurs d’occurrence d’incendies à l’échelle régionale (Patterson III et al., 1987 ; Tinner & Hu, 2003), des assemblages en macro-charbons, supérieurs à 100-200 µm, enregistrés localement (Millspaugh & Whitlock, 1995 ; Mooney & Tinner, 2011). Un troisième type d’enregistrement anthra-cologique est ici distingué. Il s’agit des assemblages en méga-charbons, c’est-à-dire supérieurs à 800 µm-1 mm

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qui est la taille minimale pour l’identification taxono-mique des fragments charbons.

Les assemblages de micro- et macro-charbons sont couramment issus d’archives sédimentaires chrono-stra-tigraphiés (Monney & Tinner, 2011). Les méga-char-bons, qui dans le type d’archive précédente sont rarement assez abondants pour permettre une reconstitution paléo-environnementale pertinente, sont issus d’échantillons de sols et / ou de séquences sédimentaires (Thinon, 1992 ; Nelle et al., 2013).

2.2 - ASPECTS ANALYTIQUES

2.2.1 - Les micro-charbons

Le signal micro-charbon est quantifié à partir du comp-tage du nombre de fragments (i.e. particules carbonisées) sur lame(s) mince(s) de microscope, à des grossissements de 200x à 400x (Mooney & Tinner, 2011). Des valeurs en concentration (no.cm-3) sont calculées par comparaison avec des concentrations connues d’un pollen exotique ajouté aux échantillons. Les micro-charbons sont ici également quantifiés en fonction de la concentration en grains de pollen arboréens, pour un même échantillon. La préparation des échantillons suit une méthode stan-dard de préparation pour l’analyse palynologique (Faegri & Iversen, 1989).

2.2.2 - Les macro-charbons

Le signal macro-charbon est quantifié par tamisage (Millspaugh & Whitlock, 1995 ; Mooney & Tinner, 2011). Il est échantillonné 5 cm3 de matériel, en continu tout au long des séquences. Chaque échantillon est traité dans 75 ml de javel (NaOCl à 13 %), pendant au minimum 24 heures, puis il est précautionneusement tamisé à 200 µm. La fraction de tamis supérieure à 200 µm est triée afin de conserver uniquement les frag-ments de charbons. Le contenu en fragments de charbons de chaque échantillon est pris en photo avec un appareil numérique. Les photos sont ensuite analysées digitale-ment avec le logiciel « Scion Image » (Scion Corpora-

tion) pour mesurer le nombre de fragments (Mooney & Black, 2003). Ce nombre de fragments rapporté au volume d’échantillonnage permet d’estimer la concentra-tion en macro-charbon par échantillon analysé (no.m-3 ; Robin et al., 2012).

2.2.3 - Les méga-charbons

Le signal méga-charbon est obtenu par l’analyse pédoanthracologique (Thinon, 1992). Sur des profils de sol et / ou de séquences sédimentaires, les horizons stratigraphiques apparents, préalablement décrits, sont échantillonnés (± 5 litres par échantillon), de bas en haut, avec au maximum 10 cm d’épaisseur verticale pour chaque échantillon. En laboratoire, les échantillons sont tamisés à l’eau, puis à sec, sur des mailles de 5, 2 et 1 mm, afin de faciliter le tri des fragments de charbon, puis de pouvoir répartir facilement le nombre de frag-ments analysés taxonomiquement pour les trois classes de taille (Carcaillet & Thinon, 1996 ; Talon et al., 1998). Nous avons analysé taxonomiquement un maximum de 30 fragments par classe de taille de chaque échantillon. L’identification anatomique se fait à des grossissements de 200x à 500x, en suivant les descriptions des clés et atlas d’identification (Jacquiot, 1955 ; Jacquiot et al., 1973 ; Schweingruber, 1990a,b), et en comparant avec la collection de référence de l’« Institut für Ökosystem-forschung » (CAU Kiel, Allemagne). Les résultats sont exprimés en concentration (mg/kg), à partir de la masse méga-charbon (mg) par kilogramme de matériel échan-tillonné, supérieur à 5 mm (kg), que ce soit par profil, par horizon, et par taxon (Robin et al., 2012).

2.2.4 - Contrôle chronologique

Les signaux de micro- et macro-charbons sont tous deux issus de séquences chrono-stratigraphiées. Pour obtenir leurs cadres temporels nous avons calculé des modèles « âge-profondeur », basés sur un nombre signifi-catif de datations radiocarbone (AMS-C14 ; Grootes et al., 2004), à diverses profondeurs, en fonction de la séquence analysée.

Fig. 1 : Processus taphonomique simplifié de la formation des enregistrements anthracologiques.Fig. 1: Simplified taphonomic process of anthracological record formation.

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Les informations chronologiques relatives au signal en méga-charbons sont obtenues par la datation radiocarbone (AMS-C14) directe d’un certain nombre de fragments de charbon, préalablement identifiés taxonomiquement. Ces datations sont comparées à la stratigraphie observée afin d’obtenir une information chronologique le plus solide possible, pour un contexte d’échantillonnage qui ne présente pas de cadre chrono-stratigraphique évident (Carcaillet, 2001a,b).

Toutes les dates présentées ici ont été calibrées sur un intervalle de confiance de 2 sigmas en utilisant le programme « OxCal » (Bronk-Ramsey, 2001), et la réfé-rence IntCal09 (Reimer et al., 2009).

3 - SITES D’ÉTUDE ET ÉCHANTILLONNAGES

Les approches anthracologiques ont été menées sur deux sites d’études en Europe centrale (fig. 2).

Un premier site se situe en plaine océanique, dans le nord de l’Allemagne. Des investigations paléo-environ-nementales ont été réalisées dans la forêt de Stodthagen

(Robin et al., 2012). Cette forêt est dans une zone avec des précipitations moyennes annuelles de 880 mm et une température moyenne annuelle de 9,1 °C (Deutscher Wetterdienst, 2012). Le substrat local, et régional, est une formation de « jeune-moraine » qui résulte de la présence de la calotte glaciaire lors du maximum glaciaire du Weichselien (Nelle & Dörfler, 2008). Ceci induit une topographie assez hétérogène, caractérisée par une mosaïque de petites collines et de petites dépressions, de 10 à 20 m de dénivelé, permettant la présence de petites tourbières et de petits lacs (± 500 m²). La végétation locale actuelle est largement dominée par le hêtre (Fagus sylvatica), avec quelques individus d’espèce alluviale tel que le frêne commun (Fraxinus excelsior) et l’aulne (Alnus glutinosa), et aussi des espèces ubiquistes comme le bouleau verruqueux (Betula pendula) ou l’érable syco-more (Acer pseudoplatanus). Sur le site d’échantillon-nage au sein de la forêt de Stodthagen, il a été prélevé un ensemble de profils de sol, distants de 10 à 75 m. Six profils ont été ouverts manuellement (STO 1 à 6 ; fig. 2.1 ; Robin et al., 2012). Quatre profils supplémentaires ont été ouverts mécaniquement (STO 7 à 10). À une vingtaine de mètres des profils de sols, il a été échantillonné une tour-

Fig. 2 : Carte des zones d’échantillonnage en plaine océanique (STO : Stodthagen ; SHN : tourbière de Stodthagen) et en moyenne montagne (HEI : Heinrichshöhe ; BBM : Brockenbettmoor ; REB : Renneckenberg ; BTM : Blumentopfmoor).Prélèvements de sols : carrés noirs, référencés avec des chiffres en blanc. Séquence de tourbe échantillonnée : ovale grise, référencée avec des lettres noires.Fig. 2: Location maps of sampling areas in oceanic lowland (STO: Stodthagen; SHN: tourbière de Stodthagen) and in low mountain (HEI: Heinrichs-höhe; BBM: Brockenbettmoor; REB: Renneckenberg; BTM: Blumentopfmoor). Soil samples: black squares, referenced with white numbers. Sampled peat sequences: grey oval, referenced with black letters.

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bière d’environ 250 m². Il y a été carotté une séquence de 220 cm (SHN). Cette séquence a été prélevée avec un carottier à piston de type « Usinger », qui permet d’ob-tenir des sections cylindriques de matériel d’un mètre de long et de 80 mm de diamètre (Mingram et al., 2007).

Le second site d’étude se situe dans la chaîne de moyenne montagne la plus septentrionale d’Europe centrale, les montagnes du Harz, au centre de l’Alle-magne (Robin et al., 2013). Le substrat est constitué de matériel granitique plus ou moins altéré (Gabriel et al., 1997). La végétation locale actuelle est constituée d’une forêt mono-spécifique d’épicéas (Picea abies), avec un sous-étage principalement formé de myrtilles (Vaccinium myrtillus) et de raisin d’ours (Arctostaphylos uva-ursi). Ce site d’étude inclut deux zones d’échantillonnage distinctes selon un gradient altitudinal (fig. 2.2). La zone la plus basse en altitude comprend la tourbière de Blumentopfmoor (670 m), où a été carottée une séquence de 1,47 m (BTM). A proximité de cette tourbière, cinq profils de sol ont été échantillonnés (REB), entre 680 à 830 m d’altitude, sur le bas du versant est de Rennec-kenberg, en pente douce et relativement homogène d’en-viron 30°. À cette altitude, les précipitations annuelles moyennes sont de 1 275 mm, pour 5,3 °C de tempéra-ture moyenne annuelle (Deutscher Wetterdienst, 2012). La zone d’échantillonnage la plus haute en altitude comprend la tourbière de Brockenbettmoor (900 m), où a été carottée la séquence de 2,27 m (BBM). À proximité de cette tourbière, quatre profils de sols ont été échantil-lonnés (HEI), entre 910 et 960 m d’altitude, sur le bas du versant sud-est de Heinrichshöhe. À cette altitude, les précipitations annuelles moyennes sont de 1 814 mm, pour 2,9 °C de température moyenne annuelle (Deuts-cher Wetterdienst, 2012).

4 - RÉSULTATS ET DISCUSSION

Pour les deux sites d’étude, le détail des résultats et de leurs discussions a été développé par Robin et al. (2012, 2013). Nous focalisons ici sur la comparaison et la complémentarité des approches anthracologiques utili-sées, et sur les signaux incendie qu’elles fournissent, de l’échelle locale à régionale.

4.1 - EN PLAINE OCÉANIQUE

La séquence de tourbe SHN présente des patrons d’ac-cumulation en micro- et macro-charbons qui convergent (fig. 3). Une phase d’accumulation importante en micro-charbons apparaît dans la partie basse de la séquence. Ceci indique une activité incendie régionale significa-tive au début de l’Holocène. Sur cette même période, quelques évidences d’accumulation en macro-charbons indiquent l’occurrence d’incendies locaux. Une conver-gence des signaux est également identifiée aux envi-rons de 4 000 BP, avec des accumulations importantes en micro- et macro-charbons. Ceci indique, à minima, l’occurrence d’une phase d’incendie locale. Durant le dernier millénaire, comme c’est le cas pour le début de

l’Holocène, des événements locaux et régionaux d’incen-dies sont enregistrés. À l’échelle locale, les indications palynologiques, issues de la petite tourbière forestière carottée, indiquent la continuité du couvert forestier tout au long de l’Holocène (Rickert, 2006 ; Robin et al., 2012). Par conséquent, nous interprétons les enregistre-ments en macro-charbons comme indicateurs d’incen-dies très locaux et de faible intensité, n’ayant pas induit une ouverture significative de la canopée. Les indica-tions issues des assemblages en méga-charbons contenus dans les sols apportent des évidences supplémentaires. En effet, les sols échantillonnés présentent des concen-trations en méga-charbons globalement très importantes (fig. 4), comparables avec des concentrations pour des sites présentant une sensibilité aux incendies beaucoup plus importante de par leur latitude et / ou la prédomi-nance de conifères (Bergaglio et al., 2006 ; Touflan et al., 2010). Ces quantités importantes en méga-char-bons dans les sols de Stodthagen indiquent l’occurrence d’événements de feux locaux, certainement fréquents et/ou intenses. L’analyse taxonomique des assemblages de méga-charbons supporte l’occurrence d’incen-dies intenses, d’origine humaine. Le hêtre et le chêne, dominent largement le spectre des identifications (fig. 5). Or, ces deux espèces ne sont pas, et ne forment pas des

Fig. 3 : Enregistrements anthracologiques de la séquence de tourbe SHN.(X) âges radiocarbone ; (♦) projection des âges maximum et minimum de la séquence tourbeuse ; (+) échantillons analysés.Fig. 3: Anthracological records of SHN peat sequence. (X) radiocarbon ages; (♦) projections of maximum and minimum ages of the peat sequence; (+) analyzed samples.

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systèmes forestiers, « faciles » à brûler (Pyne, 1994 ; Pyne et al., 1995). Pour que des incendies s’y produisent, il a fallu que les activités anthropiques locales jouent direc-tement ou indirectement un rôle. Les informations chro-nologiques issues des enregistrements de méga-charbons supportent le déterminisme anthropique dans le régime passé d’incendie local. Sept des huit dates radiocarbone sont de la seconde moitié de l’Holocène, période d’ac-

croissement des changements environnementaux liés aux activités humaines (tab. 1 ; Nelle & Dorfler, 2008). Quatre de ces dates correspondent à la phase d’incendie iden-tifiée dans la séquence de tourbe SHN, pour le dernier millénaire (fig. 6a). La phase d’accumulation importante en micro- et macro-charbons, aux alentours de 4 000 BP est également identifiée par deux datations de méga-char-bons relativement synchrones. À l’inverse, un événement d’incendie identifié par la datation à env. 2 200 BP d’un fragment de méga-charbon issu du profil STO 3, n’est pas enregistré dans la séquence de tourbe SHN. C’est une évidence supplémentaire de l’occurrence d’incendies anthropiques de faible magnitude, comme pourrait l’être un brûlage dirigé pour « nettoyer » la forêt de son sous-bois afin d’y faire parcourir les troupeaux, tout en gardant la ressource en bois. Ce type de pratique a déjà été mis en évidence dans la zone circum-baltique (Greisman & Gaillard, 2009 ; Olsson et al., 2010).

4.2 - EN MOYENNE MONTAGNE

La séquence de tourbe BTM ne présente des signaux d’incendies que sur deux périodes assez brèves et très éloignées en temps (fig. 7). La phase d’accumulation de charbon la plus ancienne est enregistrée à env. 8 500 BP. Elle est indiquée de manière synchrone par les micro- et

Fig. 4 : Enregistrements anthracologiques des échantillons de sol du site STO. En ordonnée : horizons stratigraphiques et profondeur de leur limite inférieure (cm). En abscisse : concentration en méga-charbons (mg/kg).Fig. 4: Anthracological records of soil samples from STO site. Y-axis: stratigraphic horizons and depth of their lower limit (cm); X-axis: mega-charcoal concentration (mg/kg).

Fig. 5 : Spectre taxonomique de l’ensemble des assemblages de méga-charbons analysés pour les échantillons de sol du site STO.Fig. 5: Taxonomic spectrum of the overall mega-charcoal assemblages analyzed for soil samples of the STO site.

Tab. 1 : Âges radiocarbone obtenus pour la séquence de tourbe SHN et les profils de sols du site STO.Tab. 1: Radiocarbon ages obtained for the SHN peat sequence and soil profiles of the STO site.

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Fig. 6 : Graphique comparatif des signaux anthracologiques analysés pour les zones d’échantillonnage SHN/STO (a), BTM/REB (b) et BBM/HEI (c).Valeurs indexées : normalisation des quantités de fragments par échantillon, et application d’un coefficient de calibration.Fig. 6: Comparative graphics of the analyzed anthracological signals for the sampling areas SHN/STO (a), BTM/REB (b) and BBM/HEI (c) Indexed values: normalization of fragment amounts per sample, and application of a calibration coefficient.

Fig. 7 : Enregistrements anthracologiques des séquences de tourbe BTM et BBM.(X) âges radiocarbone ; (♦) projection des âges maximum et minimum de la séquence tourbeuse ; (+) échantillons analysés.Fig. 7: Anthracological records of BTM and BBM peat sequences. (X) radiocarbon ages; (♦) projection of maximum and minimum ages of the peat sequence; (+) analyzed samples.

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les macro-charbons, et semble donc indiquer, à minima, l’occurrence d’une phase d’incendie locale. La phase d’accumulation de charbon la plus récente est enregis-trée à env. 500 BP. On observe d’abord une accumulation assez importante en macro-charbons, correspondant à un début d’augmentation de l’accumulation en micro-char-bons. Cette phase d’incendies locaux est suivie d’une forte augmentation de l’accumulation en micro-char-bons, alors qu’il n’y a plus d’évidence d’enregistrement de macro-charbons. Ceci indique une activité d’incendie significative à l’échelle régionale, mais nulle à l’échelle locale. Ces dernières observations sont supportées par les signaux incendies de la séquence de tourbe BBM (fig. 7). Une phase d’activité d’incendie est clairement enregis-trée, aussi bien par les accumulations en micro- qu’en macro-charbons, dans cette séquence de tourbe BBM, au cours des deux derniers millénaires. Cette activité d’incendie locale peut être la source de l’activité régio-nale détectée dans la séquence BTM. Une seconde phase d’accumulation de charbon apparaît dans les enregis-trements en micro- et macro-charbon à la base de cette séquence BBM, entre 5 000 et 6 000 BP. Cette dernière phase d’incendie n’apparaît pas dans l’enregistrement en macro-charbons de la séquence BTM, ni même dans son enregistrement en micro-charbons alors que ces derniers sont supposés indiquer les événements extra-locaux de par le fait que les micro-charbons peuvent être transportés sur de longues distances, notamment par les courants chauds ascendants, émanant de l’incendie qui les forme (Clark & Royall, 1995 ; Pisaric, 2002 ; Tinner et al., 2006). Nous formulons ici l’hypothèse que la tour-bière où a été prélevée la séquence BTM n’a pas enre-gistré la phase d’incendies du milieu de l’Holocène parce qu’elle se situe à plus basse altitude et est assez proche des occurrences d’incendies locaux identifiées dans les enregistrements de la séquence BBM (fig. 2). Ainsi les micro-charbons formés lors des incendies sont trans-portés d’abord en altitude (courants chauds ascendants) et ensuite déposés au-delà de cette tourbière d’où est issue la séquence BTM. D’autres événements d’incendies n’ap-paraissent dans aucunes des séquences de tourbes mais sont indiqués par les enregistrements en méga-charbons des échantillons de sols. Les quantités de méga-charbons enregistrées dans les sols échantillonnés sont très impor-tantes (fig. 8). En particulier pour le site de REB. Mais la présence de charbonnières sur ce site peut expliquer, en

partie, ces quantités de charbons. Cet aspect de l’enre-gistrement pédoanthracologique est discuté par Knapp et al. (2013). Malgré cela on remarque que les quantités de charbon sont comparables avec des études dans des zones de montagne comparables, mais à des latitudes plus favo-rables au risque d’incendie (Carnelli et al., 2004 ; Favilli et al., 2010 ; Touflan et al., 2010). Tout comme c’est le cas pour les enregistrements du nord de l’Allemagne, ces quantités importantes en méga-charbon indiquent l’occurrence d’incendies locaux. Ceci est cohérent avec le type de végétation brûlé, identifié par l’analyse taxinomique (fig. 9), qui est très largement dominé par l’épicéa, conifère qui forme des forêts sensibles au risque d’incendie (Pyne et al., 1995). Pour autant les quantités en méga-charbons par niveaux stratigraphiques sont délicates à discuter en termes chronologiques, à cause de la forte érosion des sols qui semblent avoir induit un mélange important des horizons, comme l’indiquent les datations radiocarbone du profil REB 5 (Knapp et al., 2013 ; Robin et al., 2013). Cet aspect problématique du mélange des assemblages anthracologiques lié à de forts et réguliers événements d’érosion en zone de montagne est une des principales limites de l’analyse des enregis-trements en méga-charbons (Carcaillet, 2001a,b). Malgré cette limite méthodologique un contrôle chronologique minimal a été obtenu grâce à la datation de 15 fragments de méga-charbons (tab. 2). Ainsi on observe que des indications chronologiques des assemblages en méga-charbons sont synchrones des périodes avec des activités d’incendie significatives, identifiées par les enregis-

Fig. 8 : Enregistrements anthracologiques des échantillons de sol des sites REB et HEI.En ordonnée : horizons stratigraphiques et profondeur de leur limite inférieure (cm). En abscisse : concentration en méga-charbons (mg/kg).Fig. 8: Anthracological records of soil samples from REB and HEI sites. Y-axis: stratigraphic horizons and depth of their lower limit (cm). X-axis: mega-charcoal concentration (mg/kg).

Fig. 9 : Spectres taxonomiques de l’ensemble des assemblages de méga-charbons analysés pour les échantillons de sol des sites REB (a) et HEI (b).Fig. 9: Taxonomic spectrum of the overall mega-charcoal assemblages analyzed for soil samples of both REB (a) and HEI (b) sites.

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trements en micro- et macro-charbons des séquences de tourbes, comme par exemple au cours de l’Holo-cène récent, ou au cours de l’Holocène moyen dans la séquence BBM (fig. 6b). À l’inverse, comme indiqué précédemment, des incendies ne sont indiqués que par les enregistrements en méga-charbons. Ces incendies sont identifiés avec neuf dates entre env. 2 500 et env. 4 500 BP, issues des assemblages de HEI et de REB. Pour expli-quer l’absence d’indications de ces incendies dans les séquences de tourbe BBM et BTM, nous postulons que ces dernières sont issues de tourbières dont la surface n’a pas été parcourue par les incendies, qui étaient certaine-ment très locaux. Tout comme pour les évidences issues des investigations en plaine océanique, les occurrences d’incendies restreints à des petites surfaces, identifiées en zone de moyenne montagne d’Europe centrale, peuvent apparaître liées à des pratiques humaines locales. Mais cela reste plus incertain pour cette zone de moyenne montagne étant donné la végétation locale plus sensible aux incendies que celle du nord de l’Allemagne, bien qu’il ait été identifié des fragments de hêtres et d’autres feuillus. Mais ces derniers sont en quantité négligeable en comparaison avec les quantités d’épicéas.

5 - CONCLUSION

L’approche comparative présentée ici d’analyse des données anthracologiques utilisées pour reconsti-tuer l’histoire des incendies de deux sites d’étude en Europe centrale permet d’illustrer des aspects intéres-sants pour une définition plus précise du régime passé des incendies.

(1) La complémentarité des données anthracologiques utilisées s’avère être utile pour une détection plus exhaus-tive des occurrences d’incendie, et donc pour une défi-nition plus précise de la fréquence d’incendie au cours du temps. Les résultats de chacun des sites d’études ont montré une certaine synchronicité des occurrences d’in-cendies, tout en permettant la détection d’événements identifiables uniquement par l’analyse d’un seul type d’assemblage anthracologique.

(2) La grande complémentarité spatiale des enregis-trements en micro-, macro- et méga-charbons, mis en évidence ici de l’échelle locale à régionale, permet de reconstituer l’étendue spatiale des occurrences d’in-cendies passés. Par exemple, la comparaison de diffé-rentes séries de données anthracologiques à l’échelle du massif forestier des Harz, montre d’importantes hétérogénéités, liées à l’occurrence d’événements d’in-cendies locaux, mais aussi avec des périodes d’enregis-trement plus synchrone, indiquant des phases avec un régime d’incendie homogène, sur une plus large échelle spatiale.

(3) L’analyse comparative de différents types d’enre-gistrements anthracologiques permet d’obtenir des données intéressantes pour identifier le déterminisme des événements d’incendie détectés. Ainsi, la fréquence des incendies, liée à l’identification du type de combus-tible permet, dans certains cas, de postuler le facteur d’ignition et de contrôle des occurrences d’incendies. Par exemple, la détection d’une augmentation de la fréquence des incendies au cours de l’Holocène récent, et l’identification d’incendies dans des forêts de feuillus décidus, mésophiles, nous ont permis ici de postuler le déterminisme anthropique comme facteur de contrôle

Tab. 2 : Âges radiocarbone obtenus pour les séquences de tourbe BBM et BTM, et les profils de sols des sites HEI et REB.Tab. 2: Radiocarbon ages obtained for the SHN peat sequence and soil profiles of both HEI and REB sites.

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de l’histoire des incendies pour le site d’étude de plaine océanique dans le nord de l’Allemagne.

REMERCIEMENTS

Les recherches présentées ici ont été financées par la « Deutsche Forschungsgemeinschaft » par l’inter-médiaire de l’école doctorale « Human Development in Landscapes ». Nous remercions Hauke Drew, Hans-Ulrich Kison et Andrea Kirzinger, pour leur assistance pratique, Hans-Rudolf Bork, Marie-Josée Nadeau, Fredrik Olsson et Marie-José Gaillard, pour leur assis-tance scientifique, et enfin Mathias Bahns, Doris Jansen, Annegret Larsen et Kathleen Ryan, pour leurs contribu-tions sur le terrain.

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