Relations entre les diversités α, β et γ de la flore vasculaire de fragments forestiers inclus dans des paysages agricoles contrastés

Relation between alpha, beta and gamma diversity of vascular plant communities in forest patches embeded in contrasted agricultural landscapes

• Auteur / Autrice : Aurélien Jamoneau
• Direction : Guillaume Decocq, Olivier Chabrerie, Déborah Closset-Kopp
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Ecologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Amiens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie des forêts

Picardie (France)

France

Habitat (écologie) -- Fragmentation

Résumé

Bien que la fragmentation des habitats soit reconnue comme une cause majeure de l'érosion de la biodiversité, les mécanismes sous-jacents sont encore mal connus. L'objectif de ce travail est d'identifier les principaux facteurs qui contrôlent l’organisation des communautés végétales forestières, aux différentes échelles spatiales et temporelles et dans différents contextes paysagers de la région Picardie. Une analyse régressive du paysage a d'abord permis de reconstituer l'histoire du couvert forestier pendant les trois derniers siècles. L'influence des facteurs locaux, paysagers et historiques sur la diversité a ensuite été analysée avec des modèles d'équations structurales. Une analyse en coordonnées principales de matrices de voisinage couplée à une analyse de redondance avec partition de la variance a permis d'analyser la béta-diversité le long du gradient paysager. Une approche « pseudo-diachronique » a précisé l'importance relative des mécanismes neutralistes et de partition des niches dans les assemblages locaux des espèces. Une approche plus fine, utilisant des relevés emboîtés, a montré qu'à une échelle stationnelle, la diversité végétale était surtout sous la double dépendance du réservoir régional d'espèces et des caractéristiques édaphiques, tandis qu'à une échelle très locale, la compétition interspécifique devenait significative. Une étude expérimentale a finalement confirmé que la présence des espèces de forêt ancienne était limitée par leurs faibles capacités de dispersion, alors que celle des espèces de forêt récente apparaissait fortement limitée par les conditions d'habitat.

Whereas habitat fragmentation is considered as one of the main cause of biodiversity loss, the underlying mechanisms are still poorly understood. In this thesis I aim at identifying the main factors controlling forest species assemblages, at several spatial and temporal scales within constrasted agricultural landscapes. Vascular plant species have been surveyed in all forest patches that were present in 9 5x5km landscape windows located in the Picardy region (N-France). First, a regressive analysis of the landscape was conducted to reconstruct forest cover changes over the last three centuries ; it revealed that the forest of Picardy has become more and more fragmented. The influence of local, landscape and historical factors on species richness and composition was then analysed using structural equation modelling ; patch size was found to be the main driver, but landscape and historical factors were also influential when only forest herb species were considered. A principal coordinates neighbour matrices analysis, coupled with a redundancy analysis with variation partitioning was used to analyse beta (inter-patches) diversity along the landscape gradient. I found that diversity appeared to be controlled by local factors in the oldest, less fragmented systems (habitat selection), whereas landscape spatial configuration was more important in the most fragmented and/or recent woodlands (dispersal limitation). A ''pseudo-diachronic'' approach, studying species assemblages along the temporal gradient clarified the relative importance of neutral vs. Niche processes in local species assemblages. When analysing diversity at a finer scale, using a nested plot design, I showed that at the plot scale (1000m²), plant diversity was governed not only by the size of the regional species pool but also by edaphic properties ; conversely, inter-specific competition became significant at a very local scale (1m²). Finally, field sowing and transplanting experiments were conducted, which confirmed that the presence of ancient forest species was limited by their dispersal abilities, whilst the presence of recent forest species was limited by habitat quality. By clarifying the multiscalar and interactive influence of local, landscape, historical and spatial factors, this work increases our knowledge of forest plant communities organisation and of their functioning as metacommunities.