Évaluation croisée de la contamination en éléments traces et d’indicateurs de stress en milieu urbain chez les Tilia spp. à Paris (France)

Cross-assessment of trace element contamination and stress indicators in urban environment for Tilia spp. in Paris (France)

• Auteur / Autrice : Iry Andrianjara
• Direction : Jean-Christophe Lata
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie
• Date : Soutenance le 13/07/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Carol
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Andrée Tuzet, Christophe Bailly
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laure Vidal-Beaudet, Michel Chalot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Paris (France)

Variabilité

Tilleuls

Teneur en éléments traces

Effets de la pollution

Arbres des villes

Mots clés libres

Arbre urbain

Tilia spp.

Éléments traces

Diversité génétique

Indicateurs de stress

Proline

Malondialdéhyde

Pigments photosynthétiques

Urban tree

Tilia spp.

Trace elements

Genetic diversity

Stress indicators

Proline

Malondialdehyde

Photosynthetic pigments

Résumé

Les arbres en milieu urbain sont soumis à des restrictions et contraintes comme le manque d’eau et la pollution en éléments traces (TE) pouvant altérer les services écologiques rendus. Les réponses des arbres face aux stress urbains sont dépendantes notamment de l’espèce et des paysages urbains dans lesquels ils ont été plantés. Les travaux de cette thèse visent à : (i) évaluer la diversité des Tilia spp. pouvant moduler les réponses des arbres à un stress par les TE, (ii) caractériser les contaminations et transferts en TE chez Tilia spp. selon différents paysages urbains, iii) estimer des indicateurs de stress (IS) potentiels (manque d’eau et contamination en TE) tels que (la proline (Pro), les malondialdéhydes (MDA) et les pigments photosynthétiques (PP)). Une combinaison d’une expérimentation in situ (ISE) dans Paris et une expérimentation en conditions contrôlées (CCE) au CEREEP en Seine-et-Marne ont permis de montrer les résultats suivants : (a) Parmi les 83 arbres étudiés de Tilia spp. à Paris, de nombreux clones ont été identifiés au sein de plusieurs espèces observées et donc une faible diversité génétique. (b) Nos résultats sur la contamination et les transferts de TE du sol aux feuilles en cuivre (Cu), nickel (Ni), plomb (Pb) et zinc (Zn) montrent que les sols âgés des Tilia spp. étaient les plus contaminés en TE, et les arbres en rues étaient plus contaminés qu’en parcs, en particulier ceux avec un revêtement stabilisé. (c) Les résultats sur les IS ont montré une augmentation des [Pro] et [MDA] et à une diminution des [PP] lors d’une déshydratation (en CCE) ou en présence du revêtement stabilisé (en ISE). Tous ces résultats seront discutés dans cette thèse.

Trees in urban areas are subject to restrictions and constraints such as water scarcity and trace element (TE) pollution that can alter the services they provide. Their responses to urban stresses depend in particular on the species and the urban landscapes in which they are planted. This thesis aims to: ((i) assess the diversity of Tilia spp. that can modulate tree responses to TE stress, (ii) characterise TE contamination and transfer in Tilia spp. according to different urban landscapes, (iii) estimate potential stress indicators (SI) (water stress and TE contamination) such as (proline (Pro), malondialdehydes (MDA) and photosynthetic pigments (PP)). A combination of an in situ experiment (ISE) in Paris and a controlled conditions experiment (CCE) at CEREEP in Seine-et-Marne showed the following results: (a) Among the 83 studied trees of Tilia spp. in Paris, many clones were identified within several observed species and thus a low genetic diversity. (b) Our results on contamination and transfer of TE from soil to leaves in copper (Cu), nickel (Ni), lead (Pb) and zinc (Zn) show that aged soils of Tilia spp. were the most contaminated in TE, and trees in streets were more contaminated than in parks, especially those with stabilized coating at their base. (c) The results on SI evaluation showed an increase in [Pro] and [MDA] and a decrease in [PP] when trees were dehydrated (in CCE) or in the presence of stabilized coating (in ISE). A comprehensive discussion on these results is the main focus of this thesis