Ressoures scientifiques

 

LES LICHENS, INDICATEURS DE LA QUALITÉ DE L'AIR

Travail réalisé dans le cadre d'un projet Socrates Coménius

Des lichens à l'intérieur du lycée FABERT

 

PRÉSENTATION

 

Les lichens sont de petits végétaux fréquents sur les troncs d'arbre ou sur les pierres. Ils sont formés de l'association d'un champignon et d'une algue (symbiose lichénique)

Hawksworth et Rose (1970)ont établi une échelle qualitative de l'estimation de la pollution atmosphérique hivernale à l'aide de lichens épiphytes

L'absence de cuticule, de stomates, de racines donne à ces végétaux un fonctionnement particulier. L'eau de pluie, les sels minéraux et les polluants atmosphériques pénètrent facilement dans le thalle, lors des périodes humides. L'algue capte la lumière, le champignon retient l'eau, les sels minéraux et les polluants atmosphériques. Les lichens se déshydratent facilement mais retrouvent facilement une activité après plusieurs mois de sécheresse comme on a pu le voir avec des capteurs à dioxygène.

 

Les lichens présentent une morphologie diverse:

  • ils sont ramifiés ou buissonnants : lichens fruticuleux
  • ils ressemblent à de petites feuilles : lichens foliacés
  • ils sont fixés au substrat et on ne peut les détacher : lichens crustacés. Ces derniers n'ont pas été pris en compte.

 

La liste de lichens de poleosensibilité utilisée provient des travaux de l'échelle de Van Haluwyn et Lerond (1993).

Pour faciliter l'identification seules douze espèces ont été retenues.

Déroulement pratique :

    • Les lichens sont identifiés sur des arbres (1 à 10 arbres par station) de plus de 20 cm de diamètre, au milieu d'un champ, dans une haie, un square, en bordure de route. La détermination est réalisée à partir d'une planche photographique récapitulative.

     

    .
    • Si l'identification n'est pas certaine, un exemplaire est prélevé prudemment sans endommager l'écorce de l'arbre. La partie du tronc étudiée va de 0,80 m à 2 m environ de hauteur.
    • Il est préférable d'informer les élèves que certaines espèces de lichens sont devenues très rares ( Lobaire, Remailla fraxinea),il ne faut pas les prélever. J'ai eu à ce titre en juin 1999 l'agréable surprise de retrouver les deux exemplaires de Ramalina fraxinea signalés sur un site éloigné de 20 Km de Metz en l974 ( soit 25 ans après). 
    • Afin de redécouvrir l'éco sensibilité des lichens ,voici quelques suggestions d'activité pour établir et utiliser une échelle de pollution atmosphérique par les lichens.

     

 

EXPLOITATIONS POSSIBLES DES DONNEES

 

ACTIVITÉ 1 : utilisation du dénombrement

ACTIVITÉ 2 : lichens poléophobes

ACTIVITÉ 3 : comparaison de la composition lichénique 1974-1997

ACTIVITÉ 4 : les lichens et la qualité de l'air

DOCUMENTS : liste des lichens récoltés et cartes de leur répartition (Ville de Metz ou agglomération messine)

 

 


 

DÉNOMBREMENT DES ESPÈCES

 

Dénombrement des espèces dans chaque site

Sélectionnez quelques sites en ville ou à la campagne et comparez le nombre d'espèces, puis répondez aux questions suivantes.

  • Le nombre d'espèces de lichens augmente-t-il avec la pollution des villes ?
  • Le nombre d'espèces de lichens diminue-t-il avec la pollution des villes ?
  • Le nombre d'espèces de lichens reste-t-il identique avec la pollution des villes ?

Pour répondre, réalisez différents transects partant du centre de Metz et allant vers la campagne à partir de la carte du nombre d'espèces de lichens par sites

Vérification de vos réponses

 

 
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LICHENS POLEOPHOBES

 

A partir des données du terrain vous allez identifier les lichens les plus poléophobes (qui n'aiment pas la pollution atmosphérique) et les lichens les plus tolérants à la pollution atmosphérique.

Méthodes :

Vous avez trois possibilités:

1- Vous sélectionnez des sites et vous faites apparaître la liste de lichens:

2- Vous sélectionnez un lichen et vous observez sa répartition globale

  • soit dans la ville de Metz
  • soit dans la périphérie de l'agglomération

3- Vous sélectionnez quatre lichens et vous observez la répartition

  • globale des quatre lichens
  • soit dans la ville de METZ
  • soit dans la périphérie de l'agglomération

Faites plusieurs essais

 

Vérifications de la démarche 

1-Citez à partir de la liste quelques lichens rencontrés en ville ou absents en ville

2-Citez un lichen fruticuleux présent uniquement à la campagne (liste des lichens)

3-Citez un lichen fruticuleux présent à la fois en ville et à la campagne (liste des lichens)

4-Citez un lichen foliacé présent très souvent en ville (liste des lichens)

5-Citez un lichen foliacé présent plus souvent à la campagne (liste des lichens)

6-Voici une liste de 4 lichens :

Evernia prunastri, Physcia species, Ramalina fraxinea, Ramalina farinacea.

Classez ces quatre espèces en partant de la plus tolérante à la pollution atmosphérique et en terminant par la plus sensible à la pollution atmosphérique.

Vérification de vos réponses

Découvrez maintenant l'échelle de pollution retenue

 

 


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COMPARAISON DE LA COMPOSITION LICHENIQUE 1974-1997

 

Parmi les sites proches de Metz étudiés par J.P. Maurice (U.E.R. d'écologie de Metz) en 1974,quelques stations ont été à nouveau observées en 1997.

cf. document

commentaire :

Dans de nombreux sites, la situation est identique.

  • A Ste Marie aux Chênes, l'indice est meilleur, mais Parmelia caperata est exceptionnel.
  • A Lorry, l'indice est bien meilleur, mais la station n'est pas exactement la même (elle est plus élevée).
  • A Semécourt, la situation est identique.
  • A Maizières les Metz, l'indice est le même mais la diversité est améliorée comme à Marange Silvange.
  • A Verneville, la situation est semblable.

En conclusion la composition lichénique montre soit une stabilité soit une légère amélioration. Mais au siècle dernier le 8 novembre 1844 prés de Lorry (METZ au Gros Chêne),un botaniste avait trouvé Loba riapulmonaria (air pur) .

 


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Analyse de quelques données du réseau AERFOM
(réseau de surveillance de la qualité de l'air en Moselle)

CORRÉLATION AVEC LES LICHENS ?

 

Les lichens sont sensibles notamment au polluant S02 qui est plus élevé en hiver :

  • En 1978, le taux de S02 moyen annuel était de 23 µg/m3
  • En 1996, le taux de S02 moyen annuel était de 21 µg/m3
  • En janvier 1985, le taux de S02 était de 70 µg/m3 (de 15 à 102 µg/m3 selon les sites )
  • En janvier 1996, le taux de S02 était de 33 µg/m3 (de 13 à 53 µg/m3 selon les sites).

Les maximum sont obtenus à METZ - Nord et à METZ - Est.

 

Les lichens étant en activité toute l'année, ils subissent plus fortement la pollution atmosphérique hivernale que les végétaux supérieurs (en vie ralentie). Il donc important de connaître les valeurs maximum à cette saison. Si le taux de S02 est en légère diminution sur le réseau ces dernières années en revanche l'augmentation de la circulation automobile fait augmenter les oxydes d'azote.

 

Les polluants (oxydes d'azote) interviennent aussi dans la répartition des lichens mais dans une moindre mesure. Il existe quelques lichens nitrophiles exemple : Physcia species ou Xanthoria parietina dont le développement très important aux abords des grandes villes est révélateur d'une pollution au N02. Dans une étude de 1986 au nord de Metz (à Thionville) une assez bonne corrélation avait pu être établie entre la répartition de l'espèce Physcia species et l'empoussièrement.

Le taux des oxydes d'azote est de 53 µg/m3 pour la moyenne annuelle (minimum 38 µg/m3,maximum 97 µg/m3 en décembre 1996). Le N02 dû à la circulation automobile a tendance à augmenter : 31 µg/m3 en 1994 34 µg/m3 en 1996 .

Pour la pollution estivale (ozone en particulier) ce polluant a peu d'effet sur les lichens (qui ne sont pas en activité puisque secs). Un éco-diagnostic peut être établi à partir d'autres plantes (tabac).

Bilan : dans la région de METZ les lichens permettent de bien visualiser les sources de pollution et de mettre en évidence les zones où l'amélioration est sensible.

 

Gilbert GISCLARD
professeur de SVT Lycée FABERT METZ

 


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