TOIGO Maude

L'effet de la diversité des espèces sur la productivité forestière et sa stabilité temporelle est connu pour être dépendant des espèces, du climat et du site et est principalement appréhendé par le diamètre des tiges. Par conséquent, on ignore encore largement si l'effet du mélange sur la croissance des couronnes des arbres est similaire à son effet sur la croissance du diamètre des arbres. Cependant, il est communément admis que les changements dans l'architecture de la couronne sont une composante importante de la réponse des arbres à la diversité des espèces. De plus, l'effet du mélange d'espèces est souvent asymétrique, c'est-à-dire que l'effet d'une espèce A sur une espèce B n'est pas égal à l'effet de l'espèce B sur A. Il apparaît alors que la prise en compte des effets du mélange d'espèces et du climat sur la croissance des pousses pourrait contraster les résultats provenant principalement de la croissance des tiges. Nous avons étudié les effets du mélange d'espèces d'arbres et de la température sur la croissance annuelle des pousses et la surface basale des tiges dans des peuplements de Fagus sylvatica-Quercus pubescens et Fagus sylvatica-Abies alba le long d'un gradient méditerranéen-alpin, pendant quatre ans dans cinq sites. Le plan d'échantillonnage était organisé en 10 triplets : quatre triplets de parcelles mono- et bispécifiques de Quercus pubescens et de Fagus sylvatica et six triplets de parcelles mono- et bispécifiques d'Abies alba et de Fagus sylvatica le long d'un gradient altitudinal allant de 725 m à 1431 m. Nous avons constaté que l'effet du mélange sur l'accroissement annuel du volume des pousses (SVI) et sur l'accroissement de la surface terrière (BAI) était asymétrique dans sept cas sur dix et non significatif dans les trois cas restants. L'effet du mélange sur le SVI était compris entre - 56 % et 157 % et sur le BAI entre - 40 % et 252 %. Finalement, nous avons constaté que l'effet du mélange dépendait du type de facteur limitant la croissance, avec sur les sites les plus secs une prédominance des effets de compétition et sur le site le plus froid un effet positif du mélange sur les deux espèces étudiées. La croissance des branches apparaît comme une variable qui peut être au moins aussi informative que la croissance radiale en ce qui concerne la réponse des arbres aux interactions entre espèces. Cela implique que la prise en compte du seul diamètre de la tige dans la relation diversité-productivité peut conduire à des conclusions biaisées sur l'effet global du mélange sur la croissance de l'arbre, ce qui nécessite une approche globale de la réponse de l'arbre à la diversité des espèces. Nos résultats sont discutés à la lumière des tolérances au stress des espèces et des stratégies pour faire face à la compétition.

La vitalité des forêts dépend de multiples stress biotiques et abiotiques qui peuvent agir de manière interactive. Les niveaux de défoliation des arbres sont donc soumis à des changements à long terme et à des aléas à plus court terme qui doivent être surveillés dans le contexte du changement climatique en cours. Dans cette étude, nous avons analysé les effets combinés de la sécheresse, des attaques d'insectes et de l'état nutritionnel des arbres sur le niveau de défoliation de trois espèces majeures de feuillus en Europe : le hêtre européen (Fagus sylvatica), le chêne sessile (Quercus petraea) et le chêne pédonculé (Quercus robur). L'ensemble des données sur l'état des forêts a été collecté dans le cadre du réseau de surveillance intensive à long terme en France (RENECOFOR). Le niveau moyen de défoliation observé était de 20% mais variait considérablement entre les parcelles et les arbres. De 1997 à 2015, la défoliation du hêtre s'est aggravée de 10 % tandis que celle du chêne s'est stabilisée au fil du temps. Pour les trois espèces d'arbres, la défoliation des houppiers était généralement plus élevée en cas d'attaque d'insectes (augmentation de 2,6 % à 7,5 % selon l'espèce d'arbre) et en cas de sécheresse (augmentation de 5,9 %), tandis que l'effet de la statue nutritionnelle de l'arbre était moins constant (de - 5,6 % à + 10 %), ces facteurs agissant en synergie. Cette étude met en évidence le fait que les différents stress subis par une espèce d'arbre agissent de manière complexe et interactive, avec des réponses spécifiques à chaque espèce. Dans un contexte d'augmentation des stress abiotiques et biotiques, leur analyse combinée apparaît comme une nécessité à l'heure où les propriétaires forestiers doivent adapter leur gestion pour faire face au changement climatique, notamment à travers le choix des essences à privilégier dans le futur.

Contexte et objectifs Chez les plantes, les coûts élevés de la reproduction pendant certaines années peuvent induire des compromis dans l'allocation des ressources avec d'autres fonctions telles que la croissance, la survie et la résistance aux herbivores ou aux conditions abiotiques extrêmes, mais aussi avec la reproduction ultérieure. De tels compromis peuvent également se produire à la suite d'une pénurie de ressources à des moments particuliers du cycle de reproduction. Les plantes étant des organismes modulaires, les stratégies d'allocation des ressources à la reproduction peuvent également varier selon les niveaux hiérarchiques. En utilisant une expérience de défoliation, notre objectif était de tester l'impact de la limitation des ressources sur l'allocation des ressources à la reproduction. - Méthodes Nous avons appliqué trois niveaux de défoliation (contrôle, modéré et intense) aux branches de huit arbres Quercus ilex peu après l'initiation des fruits et mesuré les effets de la limitation des ressources induite par l'élimination des feuilles sur le développement des fruits (survie, croissance et potentiel de germination) et sur la production d'organes végétatifs et reproducteurs l'année suivant la défoliation. - Principaux résultats Nous avons constaté que la défoliation avait peu d'impact sur le développement des fruits. La survie des fruits n'a pas été affectée par le traitement de défoliation intense, mais a été réduite par la défoliation modérée, et ce résultat ne pouvait pas être expliqué par une régulation positive de la photosynthèse. La masse des fruits matures n'a pas été affectée par la défoliation, pas plus que le succès de la germination des graines. Cependant, au printemps suivant, les branches défoliées ont produit moins de pousses et ont compensé la perte de feuilles par une surproduction de feuilles au détriment des fleurs. Par conséquent, le manque de ressources a diminué l'allocation des ressources à la reproduction la saison suivante, mais n'a pas affecté le rapport des sexes. - Conclusions Nos résultats soutiennent l'idée d'une régulation de l'allocation des ressources à la reproduction au-delà de l'échelle de la pousse. La défoliation a eu des effets hérités plus importants que les effets immédiats.

Résumé Contexte et objectifs Chez les plantes, les coûts élevés de la reproduction pendant certaines années peuvent induire des compromis dans l'allocation des ressources avec d'autres fonctions telles que la croissance, la survie et la résistance aux herbivores ou aux conditions abiotiques extrêmes, mais aussi avec la reproduction ultérieure. De tels compromis peuvent également se produire à la suite d'une pénurie de ressources à des moments particuliers du cycle de reproduction. Les plantes étant des organismes modulaires, les stratégies d'allocation des ressources à la reproduction peuvent également varier selon les niveaux hiérarchiques. En utilisant une expérience de défoliation, notre objectif était de tester l'impact de la limitation des ressources sur l'allocation des ressources à la reproduction. Méthodes Nous avons appliqué trois niveaux de défoliation (contrôle, modéré et intense) aux branches de huit arbres Quercus ilex peu après l'initiation des fruits et mesuré les effets de la limitation des ressources induite par l'élimination des feuilles sur le développement des fruits (survie, croissance et potentiel de germination) et sur la production d'organes végétatifs et reproducteurs l'année suivant la défoliation. Principaux résultats Nous avons constaté que la défoliation avait peu d'impact sur le développement des fruits. La survie des fruits n'a pas été affectée par le traitement de défoliation intense, mais a été réduite par la défoliation modérée, et ce résultat ne pouvait pas être expliqué par une régulation positive de la photosynthèse. La masse des fruits matures n'a pas été affectée par la défoliation, pas plus que le succès de la germination des graines. Cependant, au printemps suivant, les branches défoliées ont produit moins de pousses et ont compensé la perte de feuilles par une surproduction de feuilles au détriment des fleurs. Par conséquent, le manque de ressources a diminué l'allocation des ressources à la reproduction la saison suivante, mais n'a pas affecté le rapport des sexes. Conclusions Nos résultats soutiennent l'idée d'une régulation de l'allocation des ressources à la reproduction au-delà de l'échelle de la pousse. La défoliation a eu des effets hérités plus importants que les effets immédiats.

Message clé : Dans cette étude exploratoire, nous montrons comment la combinaison de la force de l'expérience sur la diversité des arbres avec la perspective à long terme offerte par les modèles de trouées forestières permet de tester le comportement de rendement du mélange sur une période de rotation complète. Nos résultats sur un exemple du sud-ouest de la France illustrent comment le mélange de pin maritime et de bouleau peut produire un surrendement (c'est-à-dire un effet net positif sur la biodiversité). Contexte : Comprendre le lien entre la diversité des arbres et la productivité des peuplements est une question essentielle à l'heure où de nouvelles méthodes de gestion forestière sont étudiées pour améliorer la séquestration du carbone et l'atténuation du changement climatique. Des expériences bien contrôlées sur la diversité des arbres ont été mises en place au cours des dernières décennies, mais elles sont encore trop jeunes pour donner des résultats pertinents dans une perspective à long terme. Par ailleurs, les modèles de trouées forestières semblent être des outils appropriés pour étudier le lien entre diversité et productivité, car ils peuvent simuler la croissance de forêts mixtes sur un cycle forestier complet. Objectifs : Nous avons cherché à vérifier si un modèle d'écart forestier pouvait d'abord reproduire les résultats d'une expérience sur la diversité des arbres, en utilisant sa conception de plantation comme entrée, et ensuite prédire l'effet du mélange d'espèces sur la productivité et la biomasse à long terme. Méthodes : Ici, nous avons utilisé des données provenant de différents réseaux expérimentaux forestiers pour calibrer le modèle d'écart ForCEEPS pour de jeunes peuplements de pins (Pinus pinaster) et de bouleaux (Betula pendula). Ensuite, nous avons utilisé le modèle affiné pour comparer la productivité de peuplements purs et mixtes de pins et de bouleaux sur un cycle de 50 ans. L'effet de mélange a été testé pour deux conceptions de plantation, c'est-à-dire la substitution d'espèces et l'ajout d'espèces, et à deux densités d'arbres. Résultats : En ce qui concerne la comparaison avec l'expérience ORPHEE (donc sur le court terme), le modèle a bien reproduit les interactions entre espèces observées dans les peuplements mixtes. Les simulations ont montré un surrendement (i.e. un effet net positif sur la biodiversité) dans les mélanges pin-bouleau dans tous les cas et pendant toute la période de rotation. Un surrendement transgressif a été détecté dans les mélanges résultant de l'ajout de bouleaux à des peuplements de pins à faible densité. Ces résultats étaient principalement dus à un effet positif du mélange sur la croissance du pin, plus important que l'effet négatif sur la croissance du bouleau. Conclusion : Bien que cette étude reste exploratoire, la calibration des modèles d'écart avec les données des peuplements monospécifiques et la validation avec les données de l'expérience manipulative de la diversité des arbres (ORPHEE) offre un outil puissant pour une étude plus approfondie de la productivité des mélanges forestiers. L'amélioration de notre compréhension de la façon dont les facteurs abiotiques et biotiques, y compris la diversité, influencent le fonctionnement des écosystèmes forestiers devrait aider à reconsidérer de nouvelles gestions forestières optimisant les services écosystémiques.

Les forêts plus diversifiées sont généralement plus résistantes aux insectes herbivores. Cela pourrait être dû aux effets positifs de la diversité des arbres sur la prédation. Bien que l'hypothèse des ennemis ait reçu des preuves contradictoires dans les écosystèmes forestiers. Des carabes ont été échantillonnés par piège à fosse dans le cadre d'une expérience sur la diversité des arbres, au centre de parcelles comprenant un mélange de une à cinq espèces d'arbres. La composition et la structure verticale de la végétation ont été évaluées à trois échelles, dans le sous-bois, dans la canopée des parcelles expérimentales et dans la zone environnante de chaque parcelle. Aucune des variables de végétation testées n'a eu d'effet sur la richesse en espèces des carabes. En revanche, la diversité de la composition de la végétation à l'échelle du sous-étage, de la canopée et de la zone environnante a eu des effets additifs et positifs sur l'activité-densité des carabes. Nos résultats indiquent que des forêts plus diversifiées peuvent accueillir une densité d'activité plus élevée des carabes prédateurs, en raison de l'effet combiné de la diversité horizontale et verticale de la végétation, qui pourrait augmenter à la fois la qualité de l'habitat et la quantité de ressources alimentaires. Cela souligne la pertinence des expériences de manipulation de la diversité des arbres pour identifier les filtres écologiques qui façonnent les communautés locales de carabes.

La diversité des arbres est l'un des moteurs de la résistance des forêts aux herbivores. La plupart des connaissances actuelles sur la relation entre la diversité et la résistance proviennent principalement d'études à court terme. Il est important de savoir si les effets de la diversité des arbres sur les herbivores se maintiennent dans le temps pour les écosystèmes pérennes comme les forêts. Nous avons abordé la dynamique temporelle de la relation de résistance à la diversité en menant une étude de 6 ans sur les attaques de pins par la processionnaire du pin Thaumetopoea pityocampa (PPM) dans une expérience de diversité des arbres où nous avons pu dissocier la composition des arbres des effets de la densité des hôtes. Au cours des premières années après la plantation des arbres, les attaques de PPM sur le pin maritime Pinus pinaster ont été réduites en présence de bouleau Betula pendula, un arbre non-hôte à croissance rapide (c'est-à-dire une résistance associative). Cet effet s'est maintenu mais s'est estompé avec le temps car les pins ont fini par devenir plus grands que les bouleaux voisins. Le nombre d'attaques répétées sur des pins individuels a également diminué dans les peuplements mixtes pins-bouleaux. La densité des pins a eu un effet positif sur la colonisation des peuplements par les PPM et un effet négatif sur la proportion d'arbres attaqués. Les pins étaient moins susceptibles d'être attaqués de manière répétée lorsque la densité des pins augmentait, les attaques étant réparties sur un plus grand nombre d'arbres hôtes. Collectivement, ces résultats révèlent la contribution indépendante de la composition des espèces d'arbres et de la densité des hôtes à la résistance des arbres aux herbivores. Les deux processus ont connu des changements directionnels au fil du temps. Ces résultats indiquent que la résistance des forêts plantées aux herbivores peut être améliorée en choisissant soigneusement la composition des forêts mixtes et le moment de la plantation des espèces.

Pas de résumé disponible.

La distribution spatiale et la différenciation de niche de trois espèces étroitement liées (Erysiphe alphitoides, Erysiphe quercicola et Erysiphe hypophylla) causant l'oïdium du chêne ont été étudiées à des échelles allant du continent européen, où elles sont envahissantes, à une seule feuille. Alors que E. alphitoides était dominant à toutes les échelles, E. quercicola et E. hypophylla avaient des distributions géographiques, de peuplements et de feuilles restreintes. Les distributions à grande échelle s'expliquent probablement par des facteurs climatiques et les tolérances environnementales des espèces, E. quercicola étant plus fréquent dans les climats chauds et E. hypophylla dans les climats plus froids. L'échantillonnage étendu et les analyses moléculaires ont révélé l'invasion cryptique d'E. quercicola dans neuf pays où il n'avait pas été signalé auparavant. La présence des trois espèces a également été fortement affectée par des facteurs liés à l'hôte, tels que l'espèce de chêne et le stade de développement. Des schémas de ségrégation entre les espèces d'Erysiphe ont été observés à l'échelle de la feuille, entre et à l'intérieur des surfaces foliaires, suggérant des effets de compétition.

Présentation lors de la signature de la convention cadre de travaux réalisés dans le cadre de la convention particulière "Croissance et production des forêts mélangées".

Message clé : Le mélange de chêne sessile et de pin sylvestre dans le centre de la France pour réduire la compétition intraspécifique pour les ressources en eau n'a pas amélioré la capacité de ces deux espèces à résister à une sécheresse sévère pendant l'été. Contexte : Afin de réduire l'impact des sécheresses de plus en plus extrêmes sur les forêts, les gestionnaires doivent adapter leurs pratiques aux conditions climatiques futures. Le maintien d'une plus grande diversité d'espèces d'arbres dans les écosystèmes forestiers tempérés est l'une des options recommandées. Objectifs : Nous avons étudié comment les interactions entre le chêne sessile et le pin sylvestre dans les forêts mixtes du centre de la France affectent leur réponse fonctionnelle à la sécheresse. Méthodes : Nous avons caractérisé la composition isotopique du carbone (δ 13 C) dans les anneaux de croissance des arbres formés pendant des étés humides (2001, 2007) ou secs (2003, 2004) pour chacune des deux espèces poussant à la fois dans des peuplements purs et dans des peuplements mixtes afin de comparer l'effet de la composition du peuplement sur les variations de la discrimination isotopique du carbone (Δ 13 C) parmi les années contrastées. Résultats : La sécheresse sévère de 2003 a induit une forte diminution du Δ 13 C pour tous les arbres et dans tous les peuplements par rapport à 2001. Cette diminution était plus importante chez le pin que chez le chêne. Il n'y avait pas de différence significative entre les peuplements purs et mixtes dans la réponse de l'une ou l'autre espèce à la sécheresse. Conclusion : Le mélange de chêne sessile et de pin sylvestre dans les peuplements du centre de la France n'améliore pas la capacité de l'une ou l'autre espèce à résister à une sécheresse sévère pendant l'été.

1. L'évaluation de la manière dont la productivité des espèces dans les mélanges est influencée par la tolérance à l'ombre (ST) et la phylogénie des espèces serait utile pour améliorer notre compréhension générale de la relation entre la diversité des espèces d'arbres et la productivité dans les forêts. 2. Nous avons étudié les effets des différences de ST et des distances phylogénétiques (DP) entre les paires d'espèces sur la productivité de Quercus petraea poussant dans 18 mélanges dans des forêts tempérées de plaine. Nous avons calculé l'effet du mélange comme la différence de productivité de Q. petraea dans les peuplements mixtes par rapport aux peuplements purs. Nos analyses ont été basées sur les données de sept campagnes annuelles de l'Inventaire forestier national français couvrant 1 573 parcelles. 3. L'effet du mélange sur la productivité de Q. petraea augmente lorsque le ST de l'espèce compagne diminue. Par rapport à sa productivité dans les peuplements purs, la productivité de Q. petraea dans les peuplements mixtes de conifères a varié de .

Les effets des peuplements mixtes sur la biodiversité sont de plus en plus étudiés car ils sont censés offrir une plus grande hétérogénéité de l'habitat. Néanmoins, pour la diversité associée aux arbres, y compris les épiphytes et les espèces terricoles près des troncs d'arbres, il existe peu d'études, et encore moins de comparaisons entre les peuplements mixtes et les peuplements d'espèces d'arbres purs correspondants. Nous avons évalué et quantifié l'influence de la composition forestière sur la diversité des bryophytes associés aux arbres (richesse spécifique, abondance, composition) dans des peuplements mixtes et purs de chênes et de pins dans une forêt française de plaine. Les principales variables explicatives de la diversité des bryophytes au niveau des arbres étaient l'identité de l'espèce d'arbre phorophyte et le type de mélange (pur ou mixte). Au niveau de la parcelle, la principale variable explicative était le type de peuplement (chêne pur, pin pur et mixte). Nous avons également exploré le rôle d'autres variables, notamment la chimie des substrats des bryophytes (sol, écorce) et l'alimentation en eau (écoulement des tiges, chutes), ainsi que les variables d'abondance du peuplement (surface terrière, couverture végétale interférente). Nous avons analysé les données avec des modèles linéaires généralisés sous statistiques bayésiennes, afin de prendre en compte l'autocorrélation spatiale entre les parcelles et toute sous ou sur-dispersion de nos données. Au niveau des arbres, la richesse et l'abondance des bryophytes étaient plus élevées sur le chêne que sur le pin. La richesse en bryophytes du pin était plus élevée dans les peuplements mixtes que dans les peuplements purs, tandis que pour le chêne, les peuplements mixtes n'ont pas amélioré la richesse en bryophytes. Au niveau de la parcelle, les peuplements mixtes abritaient des communautés de bryophytes d'une richesse similaire à celle des peuplements purs de chêne, alors que les peuplements purs de pin étaient nettement plus pauvres. Nos modèles exploratoires ont suggéré de forts effets de la chimie de l'alimentation en eau (pH ou conductivité du flux de tige et du flux de chute) et de la surface terrière, cette dernière ayant un fort effet quadratique sur la richesse épiphytique au niveau de la parcelle. En termes de composition, trois espèces étaient plus susceptibles d'être trouvées sur les phorophytes des pins, sept espèces étaient clairement plus fréquentes sur les chênes. Certaines espèces étaient plus susceptibles d'être associées aux pins dans les peuplements mixtes que dans les peuplements purs, et une espèce a été trouvée plus souvent sous les pins dans les peuplements purs. Par conséquent, la diversité des bryophytes au niveau du paysage devrait bénéficier de la présence simultanée des trois types de composition des peuplements - chênes purs, pins purs et peuplements mixtes.

La variation géographique de la sensibilité des insectes forestiers aux conditions environnementales est souvent négligée. Pourtant, la prise en compte de la variation régionale de la réponse au climat est nécessaire pour mieux prédire les conséquences du changement climatique sur la dynamique des populations de ravageurs et les dommages associés. Nous avons étudié les facteurs climatiques des fluctuations démographiques d'un défoliateur des arbres forestiers, la pyrale du pin (PPM), dans 8 régions biogéographiques en France. Nous avons étudié les effets des précipitations et de la température pour les périodes froides et chaudes, conformément à la biologie du PPM. Nous avons entraîné des modèles log-linéaires de second ordre de la dynamique d'infestation en nous basant sur des enregistrements couvrant plus de 32 ans (1981-2014) et 1239 parcelles forestières, et avons testé leur précision de prévision sur deux années supplémentaires (2013-2014). Le taux de croissance de la population de PPM a diminué avec l'augmentation des précipitations dans 5 régions et a augmenté avec l'augmentation des températures pendant la période froide dans 4 régions. L'ampleur et la direction des effets de la température dans la période chaude variaient selon les régions biogéographiques. Nos résultats ont également révélé que la dynamique des populations de PPM était largement déclenchée par des facteurs dépendant de la densité et indépendants des facteurs climatiques. Les prévisions à court terme étaient généralement précises, indépendamment de l'inclusion de variables climatiques dans les modèles. Pour mieux prévoir les conséquences du changement climatique sur la dynamique des populations d'insectes, il est conseillé de prendre en compte la variabilité géographique de la réponse des espèces et de développer des modèles de prévision régionaux.

Les effets des peuplements mixtes sur la biodiversité sont de plus en plus étudiés. Néanmoins, parmi les quelques études traitant des taxons épiphytes, encore moins nombreuses sont celles qui comparent les peuplements mixtes aux peuplements purs de chaque espèce. Nous avons évalué la diversité des communautés de bryophytes arboricoles dans des peuplements mixtes et purs de chênes et de pins (Quercus petraea (Matt.) Liebl., Pinus sylvestris L.) dans des forêts françaises de plaine. Les principales variables explicatives étaient les espèces de phorophytes et le type de peuplement (pur ou mixte) au niveau des arbres, la composition du peuplement (chêne pur, pin pur et mixte) au niveau des parcelles. En outre, nous avons étudié le rôle de la chimie des substrats des bryophytes (sol, écorce) et des sources d'eau (débits des tiges, chutes), la surface terrière et la couverture végétale interférente. Les données ont été analysées à l'aide de modèles linéaires généralisés sous statistiques bayésiennes. La richesse et l'abondance des bryophytes étaient significativement et fortement plus élevées sur le chêne. La richesse en bryophytes du pin au niveau des arbres était plus élevée dans les peuplements mixtes que dans les peuplements purs, alors que les peuplements mixtes n'amélioraient pas la richesse en bryophytes du chêne. Trois espèces avaient une probabilité nettement plus élevée d'être trouvées sur les pins, tandis que sept espèces étaient nettement plus fréquentes sur les chênes. Certaines espèces avaient une probabilité plus élevée d'être associées au pin dans les peuplements mixtes que dans les peuplements purs, et une espèce était plus susceptible d'être trouvée sur le pin dans les peuplements purs. En conclusion, la biodiversité des bryophytes au niveau du paysage devrait bénéficier de la présence simultanée des trois types de peuplements : chêne pur, pin pur et mixte. Les modèles exploratoires ont suggéré de forts effets de la chimie de l'alimentation en eau qui pourraient expliquer l'effet des espèces de phorophytes sur la diversité des bryophytes. La surface terrière a eu un fort effet quadratique sur la richesse épiphytique des parcelles, et les meilleurs modèles pour la diversité des bryophytes par arbre ont toujours favorisé l'effet de la surface terrière en plus (ou l'interaction avec) les principaux effets des espèces et de la composition.

Pas de résumé disponible.

Les changements environnementaux à l’échelle globale peuvent se traduire par une modification des conditions abiotiques et de la diversité biologique. La fonction de production des écosystèmes forestiers a la particularité d'être à la fois soumise à, et régulatrice de ces changements environnementaux. Il apparaît alors primordial de comprendre la manière dont la diversité en essences et les facteurs abiotiques exercent le contrôle de cette fonction. Au cours de mes travaux j’ai étudié la variation de l'effet du mélange d’essences sur leur productivité dans un contexte climatique et édaphique changeant. Grâce à une double approche, basée sur des données locales et des données de l'Inventaire forestier national, je me suis concentrée sur cinq espèces forestières européennes majeures en peuplements purs et bispécifiques : Quercus petraea, Pinus sylvestris, Fagus sylvatica, Abies alba et Picea abies. En plaine je montre que l'effet du mélange d’essences varie peu avec les facteurs abiotiques. De plus cet effet est déterminé par la tolérance à l'ombrage de l'espèce accompagnatrice. En montagne l’effet du mélange d’essences sur leur productivité est plus fort et positif lorsque les facteurs abiotiques sont les plus limitants pour la croissance. Ces résultats illustrent l’intérêt d'intégrer les facteurs abiotiques et les caractéristiques fonctionnelles des espèces comme déterminants de l'effet de la diversité biologique sur les fonctions de l'écosystème.

Le rôle de la diversité des espèces dans le fonctionnement et les services des écosystèmes, y compris la productivité, suscite un intérêt croissant. Pourtant, la manière dont la relation diversité-productivité dépend de l'identité des espèces et des conditions abiotiques reste une question difficile. Nous avons analysé les effets du mélange sur la productivité des espèces le long des gradients de productivité des sites, calculés à partir d'un ensemble de facteurs abiotiques, dans deux contextes biogéographiques (hautes terres et basses terres). Nous avons comparé la productivité de 5 mélanges de deux espèces (soit 10 cas de mélange d'espèces) avec celle de monocultures de la même espèce. Cinq principales essences européennes ont été considérées : le chêne sessile (Quercus petraea Liebl.), le pin sylvestre (Pinus sylvestris L.), le hêtre européen (Fagus sylvatica L.), le sapin blanc (Abies alba Mill.) et l'épicéa commun (Picea abies (L.) H. Karst). Notre ensemble de données a été compilé à partir de la base de données de l'Inventaire forestier national français de 2006 à 2010 et couvre 2361 parcelles comprenant des peuplements purs et mixtes. La productivité globale des mélanges dans les hautes terres, c'est-à-dire hêtre européen-épicéa de Norvège, hêtre européen-sapin argenté et, dans une moindre mesure, sapin argenté-épicéa de Norvège, s'est avérée plus élevée que celle attendue des peuplements monospécifiques correspondants. Le surrendement était principalement dû au hêtre européen pour les deux premiers mélanges et au sapin blanc pour le troisième. Aucun effet du mélange n'a été constaté pour les peuplements de chêne sessile et de pin sylvestre et de chêne sessile et de hêtre européen dans les plaines. Le surdimensionnement du chêne sessile mélangé au pin sylvestre n'était pas assez fort pour augmenter de manière significative la productivité globale du peuplement. Le surrendement du hêtre européen a été compensé par un sous-reendement du chêne sessile. L'effet du mélange a changé le long des gradients de productivité du site pour six des dix cas étudiés, avec un effet plus fort et positif sur les sites à faible productivité. L'ampleur de ce changement le long des gradients de productivité du site variait jusqu'à 89% selon l'espèce d'arbre.Synthèse. La nature de l'interaction des espèces dans les mélanges en ce qui concerne la productivité change avec l'assemblage des espèces et les conditions abiotiques. Le surrendement est le plus fort lorsque les espèces poussent en altitude sur des sites moins productifs. Un lien négatif entre l'effet du mélange et la productivité du site a été trouvé, en accord avec l'hypothèse du gradient de stress.

Le mélange d'espèces a été proposé comme une option de gestion forestière pour atténuer les effets de l'augmentation des épisodes de sécheresse estivale prévue par les modèles de changement climatique dans les zones tempérées. Étudier comment la relation entre les cernes des arbres et les épisodes de sécheresse estivale est modifiée par le mélange d'espèces est de première importance dans ce contexte. Sur la base d'une étude dendroclimatologique, nous avons (i) qualifié et quantifié la relation entre la largeur des cernes (RW) ou la densité moyenne des cernes (MRD) et le déficit hydrique du sol (SWD) dans une espèce à cernes poreux, Quercus petraea, et une espèce conifère, Pinus sylvestris, et (ii) déterminé si les relations entre les caractéristiques des cernes et le SWD sont modifiées dans les mélanges. Nous avons trouvé des différences interspécifiques dans les modèles de RW en fonction de la saisonnalité des périodes de sécheresse : Le RW de Q. petraea répondait principalement au SWD de mai à juillet, et le RW de P. sylvestris au SWD de mai à septembre. La largeur des cernes des deux espèces a été fortement réduite par le SWD. Cependant, les différences interspécifiques dans la réponse à la saisonnalité du SWD ont provoqué des variations de RW de directions opposées entre les deux espèces, pendant plusieurs années. En revanche, le DSM des deux espèces dépendait du CES de juin à juillet. Le MRD de Q petraea a légèrement augmenté avec le SWD alors que le MRD de P. sylvestris a fortement diminué avec le SWD. La relation entre le DSM et le SWD n'a pas été modifiée dans les mélanges par rapport aux peuplements purs. Nous avons constaté que l'effet du SWD sur le MRD était plus fort dans les mélanges. L'impact du SWD sur les espèces peut être aggravé dans les mélanges, mais le mélange d'espèces ayant des sensibilités de croissance différentes à la saisonnalité des périodes de sécheresse et à l'intensité de la sécheresse pourrait contribuer à atténuer les effets des fluctuations climatiques sur la productivité globale des peuplements mixtes par rapport aux peuplements purs. (C) 2015 Elsevier B.V. Tous droits réservés.

Etat d'avancement de l'année 3 Description and results of the projet - year 3.

Les changements environnementaux à l’échelle globale peuvent se traduire par une modification des conditions abiotiques et de la diversité biologique. La fonction de production des écosystèmes forestiers a la particularité d'être à la fois soumise à, et régulatrice de ces changements environnementaux. Il apparaît alors primordial de comprendre la manière dont la diversité en essences et les facteurs abiotiques exercent le contrôle de cette fonction. Au cours de mes travaux j’ai étudié la variation de l'effet du mélange d’essences sur leur productivité dans un contexte climatique et édaphique changeant. Grâce à une double approche, basée sur des données locales et des données de l'Inventaire forestier national, je me suis concentrée sur cinq espèces forestières européennes majeures en peuplements purs et bispécifiques : Quercus petraea, Pinus sylvestris, Fagus sylvatica, Abies alba et Picea abies. En plaine je montre que l'effet du mélange d’essences varie peu avec les facteurs abiotiques. De plus cet effet est déterminé par la tolérance à l'ombrage de l'espèce accompagnatrice. En montagne l’effet du mélange d’essences sur leur productivité est plus fort et positif lorsque les facteurs abiotiques sont les plus limitants pour la croissance. Ces résultats illustrent l’intérêt d'intégrer les facteurs abiotiques et les caractéristiques fonctionnelles des espèces comme déterminants de l'effet de la diversité biologique sur les fonctions de l'écosystème.

Présentation d'un partie de la thèse de Maude Toigo portant sur l'étude de la densité et de la largeur de cerne de 108 chênes sessile et pin sylvestre en forêt d'Orléans.

Analyse de l'effet du mélange sur la croissance pour cinq couples d'essences à partir des données de l'inventaire forestier. Analyse de l'influence des facteurs abiotiques sur cette relation. L'effet diminue avec le gradient de productivité.

La diversité des communautés de bryophytes de peuplements mélangées de chênes sessile (Quercus petraea) et de pins sylvestres (Pinus sylvestris) a été comparée à celle des peuplements purs de ces espèces, pour les bryophytes épiphytes du tronc et les bryophytes humo-terricoles autour du tronc. A l'échelle de l'arbre, les pins hébergent une diversité plus faible que les chênes. Le mélange a un effet positif sur la richesse des communautés de bryophytes sur/sous pin, alors qu'il n'a pas d'effet significatif sur le chêne. A l'échelle du peuplement, les pineraies pures sont moins riches en espèces, et il n'y a pas de différence de de richesse entre mélange et chênaie pure. Toutefois, la composition des cortèges est influencée par l'interaction entre mélange et essence, si bien que la diversité à l'échelle du massif gagne à ce que les trois types de peuplements restent représentés.

Présentation d'une partie des travaux de la thèse de Maude Toïgo utilisant les données de l'Inventaire forestier de l'IGN pour évaluer l'effet du mélange pour 5 couples d'essences, ainsi que la variation de cet effet le long des gradients de productivité des forêts.

Ce rapport de la dernière tranche de la convention ONF/Irstea Nogent comprend les parties suivantes : - Modélisation des peuplements mélangés Chêne - autres, dont l'avancement de la thèse de Maude Toïgo - Un article RdVT sur la modélisation des mélanges Sapin-Epicea-Hêtre à partir des données IFN, et l'évolution du module Capsis Melies vers Deesses - Les études locales sur le mélange Chêne Pin en forêt d'Orléans, notamment un rapport sur le bilan du suivi en eau du sol en lien avec la croissance intra-annuelle.

Rapport d'avancement sur le projet.

Rapport sur la convention de recherche sur les forêts de plaine. Le rapport comprend les avancées sur : - La modélisation des peuplements mélangés Chêne + autres - La modélisation des mélanges sapin - épicéa - hêtre, et leur implémentation dans le module Melies - L'étude locale du mélange Chêne sessile - Pin sylvestre.

Les réserves forestières non gérées sont conçues pour préserver ou restaurer la biodiversité typique des forêts, comme les espèces forestières spécialisées ou à dispersion limitée. Pourtant, certains groupes d'espèces pourraient être plus dépendants de caractéristiques spécifiques de l'habitat que de la gestion forestière en soi. Nous avons donc étudié l'influence respective de l'abandon de la gestion forestière et des caractéristiques de l'habitat sur les carabes dans six forêts françaises comprenant des zones gérées et non gérées (85 parcelles). Nous avons émis l'hypothèse de réponses contrastées de la richesse en espèces de carabes en fonction des traits écologiques et d'histoire de vie (affinité avec l'habitat, capacité de dispersion, régime alimentaire et affinité avec l'humidité). L'abandon de la gestion n'a favorisé que deux groupes écologiques : les spécialistes de la forêt et les espèces des zones ouvertes. Pour les autres groupes, l'abandon de la gestion n'était pas le principal facteur. La surface terrière et l'activité de l'humus - respectivement des approximations de la fermeture de la canopée et de l'approvisionnement en nourriture - ont augmenté la richesse totale en espèces et la richesse de quatre groupes écologiques (espèces forestières, sans ailes, indifférentes à l'humidité et carnivores). Les variables à petite échelle, comme la structure de la végétation au sol, ont le plus influencé les généralistes de l'habitat, les espèces ailées, hygrophiles et xérophiles. L'effet de l'abandon de la gestion forestière a pu être limité soit parce que les réserves que nous avons étudiées ont été mises en réserve trop récemment (il y a 15-45 ans), soit parce que l'exploitation dans les forêts gérées était relativement extensive (pas de coupe à blanc ni de récolte de rémanents). Nous soulignons l'importance de prendre en compte la structure des peuplements pour planifier la conservation de la biodiversité dans les forêts gérées.

Rapport d'avancement pour la première année du projet SYREMI.