Stratégies fonctionnelles et interactions entre espèces dominantes le long de gradients de ressources hydrique et trophique au niveau des pelouses calcaires

Functional strategies and biotic interactions between dominant species along water and nutrient gradients in calcareous grasslands

• Auteur / Autrice : Pierre Liancourt
• Direction : Richard Michalet, Sandra Lavorel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Résumé

Bromus erectus, Brachypodium rupestre et Arrhenatherum elatius sont trois graminées qui dominent respectivement les pelouses collinéennes xériques et pauvres en nutriments, mésiques et pauvres, et mésiques et riches en nutriments. Nous avons fait l'hypothèse que trois stratégies expliquent ces patrons et qu'elles sont associées au type de ressource du sol. La conservation de ressources serait associée aux milieux pauvres alors que l'exploitation de ressources serait associée aux milieux riches en nutriments. Les deux graminées dominantes des communautés mésiques auraient une forte aptitude compétitive contrairement à B. Erectus. Cette espèce dominerait grâce à une meilleure tolérance à la sécheresse. Pour tester ces hypothèses, nous avons manipulé la disponibilité en eau, en nutriments et les interactions biotiques sur les trois graminées, en pots et sur le terrain. Les traits et les réponses des espèces sans interactions biotiques confirment la meilleure tolérance au stress hydrique de B. Erectus et le caractère conservateur de B. Erectus et de B. Rupestre. Les expérimentations de compétition montrent qu'il y a une hiérarchie dans les réponses compétitives et que celle-ci est stable indépendamment du niveau de ressource. B. Erectus a été l'espèce la plus sensible à la compétition, B. Rupestre a eu une réponse compétitive intermédiaire et A. Elatius a été la moins sensible. Les espèces ont différé en terme d'effet compétitif B. Rupestre, l'espèce conservatrice de forte stature, un effet compétitif plus forte que la plus petite espèce conservatrice et tolérante au stress qu'est B. Erectus. Ces différences de stratégies expliqueraient la dominance de ces deux espèces dans leurs communautés respectives. Cependant, l'effet compétitif de B. Rupestre semble principalement associé à des mécanismes de type interférence comme de l'allélopathie, contrairement à A. Elatius qui dominerait sa communauté par compétition via l'exploitation rapide des ressources.

The three grasses Bromus erectus, Brachypodium rupestre and Arrhenatherum elatius dominant xeric and nutrient poor, mesic and nutrient poor, and mesic and nutrient rich gras si and respectively. We hypothesized that three contrasting strategies may explain this pattern, depending on water and nutrient availability. Resource conservation strategy may be associated to nutrient poor communities whereas resource exploitation may be associated to nutrient rich community. On the other hand, the two dominant grasses of mesic communities Brachypodium rupestre and Arrhenatherum elatius may have a strong competitive ablhty but not Bromus erectus. This former species may rather dominate thanks to higher tolerance ability to abiotic constraint (i. E. Drought). Ln order to test these hypotheses, we manipulated water, nutrients and biotic interactions separately on the three grasses in a pots experiment and on the three dominant grasses and their communities on the field. Leaf traits and target response without any biotic interactions are consistent with our hypothesis as we confirmed the highest drought tolerance ability of Bromus erectus and the best conservative strategy ofboth B. Erectus and B. Rupestre. Competition experiment showed that there is a ranking in competitive response on the field, and this ranking is stable whatever the resource availability. B. Erectus was the most affected by competition, B. Rupestre was intermediate and A. Elatius was the least. Most importantly, the three asses showed. Contrasted competitive effect. The large conservative species B. Rupestre had a much higher competitive effect than the short conservative and drought tolerant B. Erectus, which may explain their dominance in mesic and xeric sites respectively. However, our results suggest that the competitive effect of B. Rupestre may involve primarily interference mechanisms and likely allelopathy, as compared to the resources competition processes of the exploitative A. Elatius.