Les relations sol/plantes en forêts méditerranéennes : approche bioclimatique des déterminants de la structuration fonctionnelle des communautés microbiennes des sols et de leurs réponses à un double stress hydrique et thermique en région provençale calcaire

Soil-plant relationships in Mediterranean forests : bioclimatic assessment of the driving factors of soil microbial community functional structure and response to a water and thermic stress in limestome-based Provence area

• Auteur / Autrice : Alexia Pailler
• Direction : Daniel Guiral, Franck Torre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l’environnement
• Date : Soutenance le 18/12/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Médail
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Buée, Michel Vennetier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Luc Chotte, Jean-Luc Dupouey

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations plante-sol

Forêts

Mots clés libres

Peuplements forestiers méditerranéens

Relations sol/plantes et plantes/sol

Activités cataboliques microbiennes

Structuration fonctionnelle

Stress hydrique et thermique

Mediterranean forest stands

Soil-plant and plant-soil relationships

Microbial catabolic activities

Functional structure

Water and thermic stress

Résumé

En contexte forestier méditerranéen au sein de la région provençale calcaire (sud de la France), les relations sol/structure fonctionnelle catabolique des communautés microbiennes/communautés végétales ont été abordées selon différentes échelles bioclimatiques : un gradient latitudinal et altitudinal, et une échelle écosystémique restreinte à différentes séries de chênes pubescents. Ces travaux ont permis d’estimer les contributions respectives (et de leurs interactions) de la structure et de la composition de la végétation et des variables abiotiques dans la détermination des propriétés fonctionnelles des communautés microbiennes des sols. Dans le contexte des changements climatiques globaux, cette même stratégie a été mise en œuvre pour estimer les incidences, sur les potentiels cataboliques et les profils fonctionnels, d’un double stress hydrique et thermique ex situ, mimétique d’une vague de chaleur. Pour les diverses échelles spatiales, nos résultats ont mis en évidence la prépondérance de la part d’interaction entre la végétation et les variables abiotiques épigées et hypogées dans la structuration fonctionnelle des communautés microbiennes. Suite au stress, une diminution globale de leurs potentiels cataboliques a pu être observée. Néanmoins, nos résultats ont révélé une robustesse différentielle des relations entre la végétation et la structure fonctionnelle des communautés microbiennes selon le stade d’évolution de la végétation et de la nature des espèces constitutives de ces formations au niveau de leur dynamique d’occupation spatiale. Ceci pourrait atténuer ou exacerber les effets du réchauffement climatique sur les écosystèmes forestiers méditerranéens.

In Mediterranean forest ecosystems in the limestome-based Provence area (south of France), soil-microbial community functional catabolic structure-vegetation relationships were assessed based on different bioclimatic scales, across a latitudinal gradient, an elevation gradient, and at a restricted ecosystemic scale focusing on Pubescent oak forest stands. The respective parts (and their interactions) of the vegetation composition and structure and the abiotic variables in their functional profiles were investigated. Furthermore, in the context of climate change, this same strategy was used to investigate the effects of an ex situ water and thermic stress, mimetic to a heatwave event on microbial community catabolic potentials and functional profiles. For all the considered scales, our results highlighted the major part of the interactions between vegetation and abiotic aboveground-belowground variables in the determination of soil microbial community functional structure. Drought induced a decrease in their potential catabolic activities. Nevertheless, our results revealed a varying robustness of the interactions between vegetation and soil microbial functional structure based on the dynamic step of the evolution of the forest stands and on the type of their constitutive species. This may mitigate or exacerbate climate change effects on Mediterranean forest ecosystems.