Conditions du milieu
Comme dans toute étude écologique on ne saurait commencer sans envisager les facteurs abiotiques qui vont régir la répartition des espèces vivantes.
La température
C'est sans doute le facteur physique que l'on est à même de remarquer le plus facilement : plus l'on monte, plus la température baisse.
En effet, sous nos latitudes, la température diminue en moyenne de 0,5°C pour 100 m (en fait un peu plus, le chiffre étant voisin de 0,55°C).
Le gel
Conséquence de ce qui est dit plus haut, le gel est bien sûr plus fréquent en altitude qu'en plaine : en moyenne, à 3100 m, il y a 313 jours de gel par an.
Cependant seuls les 30 premiers cm d'un manteau neigeux subissent l'influence des variations journalières de température.
Au contact du sol, la température reste voisine de 0°C, ce qui permet aux êtres vivants de préparer le printemps (végétaux) ou aux animaux de vivre presque normalement.
Les précipitations
La nébulosité et les précipitations s'accroissent nettement avec l'altitude. La grande quantité d'eau favorisera le développement de la forêt pour les étages les plus bas.
Lorsque la température est suffisamment basse, ce sont des précipitations neigeuses : on compte alors en moyenne 10 jours de neige au sol en plus pour 100 m d'altitude.
Le manteau neigeux, éventuellement instable, peut glisser doucement vers le bas (reptation) ou brutalement (avalanche). L'un ou l'autre des mouvements aura une grande influence sur la morphologie des végétaux (respectivement déformation en crosse (voir photo ci-dessous) et formes couchées ou brisées).
Les avalanches
Les avalanches n'ont pas que des effets néfastes. En emportant les arbres ou en les cassant, la masse de neige dégage une zone où seule la végétation basse (herbacées, arbrisseaux ou sous-arbrisseaux) se maintient.
Cette flore héliophile est très diversifiée et permet le maintien d'une faune également très diversifiée.
Le vent
On estime que vers 2500 m la vitesse du vent est double de celle mesurée en plaine .
En plus de son rôle dans l'érosion éolienne et sur la morphologie des végétaux (formes en drapeau, formes prostrées (voir photos ci-dessous), il est nécessaire de prendre en compte la formation des plaques à vent dont le décrochement est souvent le point de départ d'avalanches.
Du point de vue faune, les secteurs très ventés sont colonisés principalement par des insectes brachyptères ou aptères.
L'ensoleillement : adret et ubac
L'intensité lumineuse, des UV et des autres radiations augmente avec l'altitude.
L'exposition des pentes joue un rôle prépondérant dans la répartition de la végétation. En effet, l'exposition au rayonnement solaire entraîne une moyenne de température plus élevée et par voie de conséquence une disparition plus précoce du manteau neigeux et un assèchement plus rapide.
Une asymétrie de la végétation des versants est donc observable.
On appelle le versant à l'ombre ubac, celui au soleil adret (voir schéma et photos ci-dessous).
Conséquence inattendue de la présence persistante de la neige, les arbres peuvent être plus hauts sur l'ubac que ceux de l'adret correspondant : les bourgeons sont mieux protégés des gelées tardives par le manteau neigeux.
L'érosion et la sédimentation
Toute montagne est soumise à l'érosion suite à l'action des différents facteurs physiques énumérés ci-dessus.
Il n'est pas dans notre propos d'étudier l'érosion des roches mais il est important de noter que les éboulis, en fonction de la taille des blocs seront colonisés par des végétaux différents et que ceux-ci par leur système racinaire contribuent d'une part à l'érosion (élargissement des fissures de la roche) mais aussi à la stabilisation des éboulis.
Définition des différents étages
Les étages se définissent en fonction de la végétation naturelle existante. On distinguera :
Collinéen : en dessous de 800 m. Le climax est constitué par la chênaie-charmaie.
Submontagnard : correspond à la basse-montagne. Il est souvent intégré à l'étage collinéen ; sa végétation typique est la hêtraie.
Montagnard : caractérisé par des forêts mixtes et des forêts de résineux. Dans les Alpes, correspond en moyenne aux altitudes 800 à1700 m (photo).
Subalpin : forêts de résineux, présence de feuillus rabougris. Dans les Alpes, entre 1700 et 2200 m (localement jusqu'à 2400 m) (photo).
Alpin : c'est la haute-montagne. Caractérisé par des arbrisseaux rampants et surtout par la prédominance des herbacées (photo). Dans les Alpes, entre 2200 et 3000 m.
Subnival : cet étage est représenté par des replats enneigés, des rochers dénudés et des éboulis. C'est la transition vers l'étage nival (photo).
Nival : Cet étage est caractérisé par la présence des neiges et glaces éternelles. Il s'étend au-dessus de 2800 m (et jusqu'à 4807 m au Mont Blanc !) (photo).
Altitude et latitude
La succession des différents étages en fonction de l'altitude correspond à celle constatée lorsque l'on migre de l'équateur vers les pôles.
On admet en première approximation qu'un déplacement de 110 km vers les pôles correspond à 70 m de dénivelée positive en montagne.