Adapter la gestion des forêts méditerranéennes au changement climatique : rôle des strates de végétation et modélisation fonctionnelle de la dynamique forestière

Adapting Mediterranean forest management to climate change : the role of the vegetation strata and functional modelling of forest dynamics

• Auteur / Autrice : Manon Helluy
• Direction : Bernard Prévosto, Catherine Fernandez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Ecologie
• Date : Soutenance le 10/12/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INRAE (Aix-en-Provence)
• Jury : Président / Présidente : Virginie Baldy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Balandier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Lluís Coll Mir, Jean-Claude Gégout

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation des données (informatique)

Sorbiers

Frênes

Arbousiers

Chêne kermès

Pin d'Alep

Microclimat forestier

Forêts -- Gestion

Changements climatiques -- Adaptation

Écologie des régions de climat méditerranéen

Écologie des forêts

Mots clés libres

Gestion pour l'adaptation

Forêt méditerranéenne

Modélisation fonctionnelle

Microclimat forestier

Bilan hydrique

Pinus halepensis

Management for adaptation

Mediterranean forest

Functional modelling

Forest microclimate

Water balance

Pinus halepensis

Résumé

La fréquence, la durée et l'intensité des sécheresses devraient augmenter en région méditerranéenne, impactant fortement le fonctionnement des écosystèmes forestiers. Dans ce contexte, il est nécessaire de mieux comprendre les processus qui conditionnent la réponse des arbres et de la régénération ligneuse au stress hydrique pour proposer à terme des stratégies d’adaptation pour la gestion forestière. Dans ce travail, les interactions pour les ressources entre trois strates de végétation sont analysées: une strate arborée de pins d'Alep adultes distribuée selon un gradient d’ouverture de couvert, une strate de sous-étage arbustif composé principalement de chênes kermès et une strate de régénération composée de jeunes plants d’arbousiers, de frênes à fleurs et de sorbiers domestiques. Les disponibilités en lumière et en eau du sol ainsi que d’autres paramètres du microclimat ont été mesurés in situ sur plusieurs années. Nos résultats mettent en évidence les effets positifs de l'éclaircie de la strate arborée mais également du couvert du sous-étage arbustif, en particulier pour atténuer le stress lié à la sécheresse et améliorer la survie et la croissance de la régénération. Ces résultats ont ensuite été intégrés dans un modèle plus global structure-fonction simulant la dynamique des systèmes forestiers (modèle RReShar, Capsis). Des premières simulations issues du modèle et des pistes de travail pour le rendre plus opérationnel sont présentées. L’amélioration de ce modèle permettra de mieux simuler la réaction des écosystèmes méditerranéens aux perturbations climatiques et de mieux définir les stratégies d’adaptation pour la gestion forestière

The frequency, duration and intensity of drought episodes are expected to increase in the mediterranean region, strongly impacting the functioning of forest ecosystems. In this context, there is a need to better understand the processes that underlie the response of trees and regeneration to water stress in order to propose management strategies for adaptation. In this study, resource interactions between three vegetation strata were studied: a canopy composed of adult Aleppo pines distributed along a gradient of density cover, a shrubby understorey mainly composed of kermes oaks and a regeneration layer of saplings made up of strawberry trees, manna ash and service trees. Light and soil water availability as well as other microclimate parameters were measured in situ over several years. Our results highlight the positive effects of thinning both the overstorey and the shrubby understorey, which were found to reduce drought-related stress and improve survival and regeneration growth. The growth and survival models linked to resources were integrated into a more global structural-functional model of forest dynamics called RReShar (Regeneration and Resource Sharing, Capsis platform), which we adapted to Aleppo pine stands. We present this model in detail, the first simulations and work paths to make it more operational. The improvement of this model will allow us to better simulate Mediterranean ecosystem responses to climatic disturbances and to better define management strategies for adaptation