Contribution à l’estimation des potentialités de migration des essences forestières face au changement climatique : Le cas du sapin pectiné (Abies alba Miller) sur le Mont Ventoux

Contribution to the estimation of forest tree migration potentialities in front of climate change : The case of silver fir (Abies alba Miller) on Mont Ventoux

• Auteur / Autrice : Annabelle Amm
• Direction : Bruno Fady, Christian Pichot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie
• Date : Soutenance le 25/03/2011
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de l'environnement (Aix-en-Provence)
• Jury : Président / Présidente : Stéphanie Manel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Fady, Christian Pichot, Nathalie Frascaria Lacoste, Thomas Curt, Catherine Collet, Isabelle Chuine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Effets du climat

Plantes -- Migration

Plantes -- Dissémination

Génétique forestière

Forêts -- Dynamique

Changements climatiques

Sapin pectiné

Mots clés libres

Changement climatique

Migration

Dynamique forestière

Modélisation

Dispersion

Démo-génétique

Purge des homozygotes

Sapin pectiné

Climate change

Migration

Forest dynamics

Models

Dispersal

Demo-genetics

Homozygotes purge

Silver fir

Résumé

Le changement climatique (CC) actuel, très rapide, va imposer aux espèces de faire évoluer leurs traits d’histoire de vie ou leur aire de répartition. En raison de leur long cycle reproductif, les arbres pourraient ne pas avoir la capacité à s’adapter suffisamment vite et leur aptitude à la migration devrait être déterminante. Les vitesses de colonisation des essences forestières lors de l'holocène ont fortement été revues à la baisse aux cours de la dernière décennie (quelques centaines contre quelques centaines de m/an). Dans ce contexte et en s'appuyant sur le sapin pectiné (Abies alba Mill.) en tant qu'espèce modèle nous avons étudié les principaux facteurs conditionnant l'aptitude à la migration. A partir de placettes de régénérations situées sur la face nord du Mont Ventoux, nous avons estimé la dispersion et le recrutement du sapin, en intégrant les sources de graines et les principales caractéristiques environnementales. La dispersion a également été estimée à partir de données génétiques. Dans les deux cas, les distances de dispersion sont de l’ordre du décamètre. La diversité génétique et l'évolution démographique ont été étudiées au sein de la régénération de sapins afin de tester l'hypothèse de purge de consanguinité. L'espèce présente en effet un régime de reproduction mixte, et la part d'autofécondation, à laquelle s'ajoute la reproduction entre individus consanguins, est à l’origine de l'excès d’homozygotie observé généralement dans la régénération, excès diminuant avec l’âge sous l’action d'une probable purge des individus les plus homozygotes. Les semis étudiés ne présentent pas un fort excès d’homozygotie, néanmoins, les individus les plus homozygotes meurent préférentiellement. Enfin, un modèle de dynamique forestière intégrant les processus, qui contrôlent la migration, a été implémenté afin d'évaluer la compatibilité entre la migration des espèces à long cycle de vie et le CC. Les premiers résultats de nos simulations indiquent que le sapin n’est pas capable de migrer aussi vite que s’opère le réchauffement.

Current climate change (CC), really fast, will impose species to change their history life traits or their distribution range. Trees may not be able to adapt because of their long reproductive cycles hence their potentialities of migration is decisive. Past tree migration rates, during Holocene, were revised in downward these rates (several decameters against several hundred m/year). In this context, and focusing on silver fir (Abies alba Mill.) as “model species”, we studied main factors decisive for migration potentialities. Using regeneration plots, installed on Mont Ventoux north face, silver fir dispersal and seedling recruitment have been studied, including seed sources and main environmental characteristics. Dispersal was also estimated using genetic data. For both cases, dispersal distances are of the order of decameters. This species shows a mixed mating system, and auto-fertilization rate, plus reproduction between half-sibs, induces homozygosity excess, generally observed in regeneration, this excess decreases probably under the purge of inbred individuals. Our results show that seedlings do not have show homozygosity excess, however inbred seedlings die preferentially. Lastly, we constructed a model of forest dynamics that includes processes that determine migration, in order to evaluate the concordance between long life cycle species and CC. Our results show that silver fir does not migrate as fast as climate warming velocity.