De la Limagne à la chaîne des Puys. Approche analytique intégrative pour l’étude des végétations actuelles et potentielles en moyenne montagne tempérée

From the Limagne to the « chaîne des Puys » - Analytical and integrative approach for the study of current and potential vegetation in temperate middle mountain

• Auteur / Autrice : Camille Roux
• Direction : Gilles Thébaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie
• Date : Soutenance le 08/06/2017
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre en Environnement Fluctuant
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Bioret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jorge Capelo Goncalves, Anne Bonis, Jan-Bernard Bouzillé, Patricia Drevet, Pauline Delbosc
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric Bioret, Jorge Capelo Goncalves

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes alpestres

Écologie végétale

Mots clés libres

Dynamico-caténale

Séries et géoséries

Phytosociologie

Région clermontoise

Dynamico-catenal

Series and geoseries

Phytosociology

Clermont-Ferrand area

Résumé

Cette recherche, qui s'inscrit dans le cadre du programme de cartographie des habitats naturels et semi naturels (CarHAB) piloté par le Ministère en charge de l’Écologie vise à proposer une typologie et une méthodologie de cartographie dynamique et paysagère en moyenne montagne. La région clermontoise, depuis la Limagne jusqu'à la chaîne des Puys, a été retenue comme secteur d'étude car il s'agit d'une région montagneuse, particulièrement diversifiée tant au niveau des facteurs abiotiques que biotiques, ces conditions entraînant une grande variété d'habitats. Six grand types de systèmes, représentant une surface de 51 544 ha, ont été étudiés : vallée alluviale, plaine sédimentaire de la Limagne, coteaux xérothermiques, plateau et gorges sur substrat cristallin et zones montagnardes de la chaîne des monts Dôme. Afin de faciliter l’approche paysagère, un référentiel phytosociologique analytique intégrant 5614 relevés, ainsi qu’un catalogue descriptif des associations végétales présentes sur le territoire, ont été mis en place. Ces outils diagnostiques ont permis de déterminer 173 associations ou groupements végétaux dans notre secteur d’étude. Le corpus principal de ce travail consiste en l'élaboration d'un modèle prédictif spatio-temporel des végétations actuelle et potentielle en utilisant l’approche dynamico-caténale. Cette méthode, dont les définitions, concepts et adaptations à la zone d'étude sont explicités et discutés, a l'avantage de représenter trois niveaux d'organisation de la végétation, communauté végétale (association végétale, habitat), dynamique (série) et paysage (géosérie) et d'intégrer les variables écologiques qui les régissent au sein de patrons spatiaux (tessella, caténa). À l'issue de cette analyse, 81 unités typologiques ont été caractérisées : 60 séries de végétations (23 séries, 5 sous-séries, 5 curtaséries 23 permaséries et 4 théroséries) et 21 géoséries de végétations (14 géoséries, 3 géocurtaséries et 4 géopermaséries). Chacune d’entre elles fait l’objet d’une description complète, avec diagrammes d'affinités dynamique, extension géographique, état de conservation, degré d'anthropisation/naturalité... Ces recherches débouchent aussi sur plusieurs résultats d'ordre méthodologique. Un module spécifique de la base de données VegFrance a été mis en place, en utilisant le logiciel Turboveg, afin de stocker, dans un but d'analyse, les 184 relevés paysagers réalisés (synrelevés et géosynrelevés). Un modèle prédictif de l'impact du changement climatique sur les séries de végétation, selon les objectifs de la cop 21, a été esquissé. Les valeurs bio-indicatrices d’Ellenberg ont été utilisées ici en intégrant plusieurs niveaux d’échelles : plante, association végétale et série de végétation. Ces valeurs, analysées statistiquement, ont permis de caractériser la variabilité écologique inter- ou intra-sériale et plus globalement d’effectuer une évaluation du degré de naturalité/anthropisation pour chaque série. Enfin un mode opératoire est proposé pour de telles études cartographiques dans des régions similaires selon les objectifs de CarHAB. Trois cartes de végétations ont été réalisées à l'issue de ce travail : une première représente les séries résultant de l’analyse des végétations actuelles, une deuxième les géoséries de la zone d’étude. La troisième est une carte des séries de végétations potentielles dites ''hypothétiques'' résultant du changement climatique global.

This research project is part of the program CarHAB designed for the mapping of natural and semi-natural habitats and funded by the French Ministry of Environment. It aims at proposing 1) landscape vegetation typology and 2) a methodology to map vegetation of French low mountain range at the landscape scale, taking into account the vegetation dynamic. The study area is the Clermont-Ferrand region, in Auvergne, from the Limagne plains to the “chaîne des Puys” (Massif central, France) which is a mountainous region. It is particularly varied regarding both abiotic and biotic drivers of plant types and thereafter includes a large variety of habitats. Six main types of ecosystems were studied, over a 51 544 ha large area : an alluvial valley, a sedimentary plain, xerothermic hills, plateau and fault on crystalline rocks and mountains of the monts Dômes. The first step of this landscape approach had consisted to propose an analytical phytosociological referential, based on 5614 relevés from bibliography and ours. A descriptive catalog of the plant associations occuring over the studied area was provided. Based on those diagnostic tools, 173 associations or plant assemblages was identified in the study area. The main body of this work consists of the elaboration of a spatiotemporal predictive model of the current and potential vegetation, using the dynamico-catenal approach. The benefit of this approach, defined and discussed in this work, is that it represents three levels of organization of the vegetation, i.e. plant communities (plant association, habitat), their dynamics (serie) and their spatial organization in the landscape (geoserie). It permits to take into account the ecological variables driving vegetation patterns (tessella, catena). Following this “dynamico-catenal” analysis, 81 typological units have been found and characterized: 60 series of vegetation (23 séries, 5 sous-séries, 5 curtaséries 23 permaséries and 4 théroséries) and 21 geoseries of vegetation (14 géoséries, 3 géocurtaséries and 4 géopermaséries). Each of them is fully described in this work, in particular regarding their dynamic affinity diagrams, geographical extension, conservation state, degree of anthropisation or naturality... This work achieved several methodological issues: 1) A specific module of the VegFrance data base was established, using the Turboveg software, to store relevés at the landscape scale realized (synrelevés, géosynrelevés). 2) A predictive model of the impact of the climate change on the vegetation series was sketched, according to the objectives of the COP 21 scheme. 3) The bio-indicator values of Ellenberg were used here at several levels: taxa, plant communities and vegetation series. These data were analyzed statistically and their variability within and between vegetation series was assessed as cues for ecological variability and more generally for the naturality/anthropization of each serie. Finally a modus operandi is proposed for analyzing and mapping vegetation in similar regions, according to the objectives of the CarHAB framework. Three maps of vegetation were realized: one represents the series resulting from the analysis of the current vegetation, the second represents the geoserie of the area study. The third is a map of the series of potential vegetation which may be expected under the hypothesis of a global climate change.