Insectes (Orthoptères et Coléoptères) et restauration écologique d'une steppe méditerranéenne (La Crau, Sud-Est de la France)

Insects (Orthoptera - Coleoptera) and ecological restoration of a Mediterranean steppe rangeland (La Crau, Southern-France)

• Auteur / Autrice : Jean-François Alignan
• Direction : Thierry Dutoit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et agrosciences
• Date : Soutenance le 22/06/2016
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et agrosciences (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen de la biodiversité et d’écologie marine et continentale (Marseille ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : François Mesléard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Bouget, Thomas Fartmann, Laurent Tatin, Jean-François Debras
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jan Frouz, Axel Hochkirch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méditerranée, Côte de la (France)

Écologie des steppes

Écologie -- Réseaux d'interactions

Orthoptères

Effets des modifications de l'habitat

Coléoptères

Bouches-du-Rhône (France)

Restauration écologique

Mots clés libres

Écologie de la restauration

Compensation

Bioindication

Insectes

Restoration ecology

Offset

Bioindication

Insects

Résumé

L’objectif principal de ce travail de thèse a été d’étudier la réponse d’assemblages d’insectes (Coléoptères – Orthoptères) dans un contexte de compensation écologique par l’offre d’un ancien verger industriel pour le réhabiliter en un espace de parcours méditerranéen dans le Sud-Est de la France (plaine de la Crau, Bouches-du-Rhône). Le projet a consisté en la réhabilitation du site (retrait des arbres fruitiers, du réseau d’irrigation, des haies brise-vent; nivellement du sol; retour du pâturage ovin) pour le retour des oiseaux steppiques. Des traitements expérimentaux de restauration écologique ont également été développés pour favoriser le retour des communautés de plantes caractéristiques (transfert de foin; semis d’espèces nurses; transfert de sol). Au travers d’une synthèse bibliographique, les travaux de recherche ont tout d’abord consisté en l’évaluation du rôle que peuvent jouer les insectes dans des opérations de restauration écologique avec notamment un focus sur les Coléoptères et les Orthoptères en milieux ouverts. Cette synthèse avait pour objectif de bien situer nos recherches dans un contexte plus global. Il a ainsi été mis en évidence que les invertébrés peuvent être considérés selon 5 approches: i) les effets de la restauration écologique sur les invertébrés; ii) la restauration écologique mise en place spécifiquement pour les invertébrés; iii) les invertébrés utilisés en tant que bioindicateurs de la restauration écologique; iv) la restauration écologique grâce aux invertébrés et v) la restauration écologique mise en place pour lutter contre les invertébrés. Dans un deuxième temps, nos recherches ont permis de mettre en évidence l’utilité des assemblages d’Orthoptères comme indicateurs précoces du succès de la réhabilitation d’un habitat favorable aux oiseaux steppiques. L’évaluation des effets de la réhabilitation et de la restauration écologique sur les assemblages d’Orthoptères et de Coléoptères a permis également de mettre en évidence une réponse contrastée mais complémentaire des deux ordres d’insectes. Pour les Orthoptères, la réhabilitation et les traitements de restauration écologique n’ont pas contribué en une accélération significative de leur résilience. Pour les Coléoptères, des effets positifs du transfert de sol et du semis d’espèces nurses ont été mesurés bien que de fortes différences subsistent entre les zones restaurées et la steppe de référence. Ces résultats attestent du besoin d’une approche la plus intégrative possible lors de l’évaluation de la réussite d’un projet de restauration écologique. Un des enjeux des projets de restauration écologique est en effet l’évaluation à long-terme du succès. Ainsi, afin que les Coléoptères puissent être intégrés plus facilement dans les suivis à long-terme et donc s’affranchir du suivi de l’ensemble des assemblages, nous avons finalement testé le potentiel bioindicateur des deux espèces de Coléoptères les plus abondantes en Crau (Asida sericea et Poecilus sericeus). Des individus des deux espèces ont été transférés sur différents traitements et un suivi par capture-marquage-recapture a permis de montrer que les espèces survivaient dans un habitat différent de leur écosystème de référence. Leur potentiel bioindicateur ne pourra cependant être définitivement évalué que sur le moyen-terme. Le travail de thèse a permis de montrer l’importance et l’utilité de considérer les insectes en écologie de la restauration, notamment dans le cadre de l’évaluation de son succès.

The aim of the thesis is to assess the insect assemblages’ response (Coleoptera – Orthoptera) in a context of offset of a former industrial orchard rehabilitated into a Mediterranean rangeland in southeastern France (La Crau area, Bouches-du-Rhône). The rehabilitation was led for steppe birds and consisted of the removal of fruit trees, hedgerows poplar trees, irrigation pipes, of the soil leveling and of sheep grazing return. Ecological restoration treatments were also implemented in order to promote characteristic plant communities: hay transfer; nurse species seeding and soil transfer. By means of a review, we first assessed what role insects might play in ecological restoration operations. The focus on Coleoptera and Orthoptera in open areas reflects a wish to situate our applied research within a more general context of ecological restoration. It enabled us to highlight a five-fold approach in which insects may be taken into consideration: i) the effects of ecological restoration on insects; ii) ecological restoration applied specifically for insects; iii) insects used as bioindicators of ecological restoration; iv) ecological restoration by means of insects; and v) ecological restoration applied for the purpose of controlling insects. We then highlighted Orthoptera assemblages’ utility as early indicators of rehabilitation success of a favourable habitat for steppe birds. The assessment of rehabilitation and ecological restoration effects on Orthoptera and Coleoptera assemblages has highlighted different and additional responses. For Orthoptera, rehabilitation and the three restoration treatments did not significantly accelerate their natural recovery. For Coleoptera, a positive effect of soil transfer and nurse species seeding treatments which promoted the characteristic beetle composition of the reference steppe was measured. Nevertheless, strong differences remain between the different treatments and the reference steppe. These results highlight the need of the most thorough evaluation when assessing ecological restoration success. One of the stakes of ecological restoration projects is the long-term assessment of hypothetical success. In order to include more easily Coleoptera in long-term assessment and thus to not assess the whole assemblages, we finally tested the bioindication potential of the two most abundant beetle species in La Crau area (Asida sericea and Poecilus sericeus). Individuals of the two target species were translocated on rehabilitated area and on soil transfer treatment and a monitoring through capture-mark-recapture allowed us to highlight that the translocated individuals of the two species were able to survive in a habitat differing from their reference ecosystem. The bioindication potential of the two species remains only assessable on the medium-term. The research led in this thesis allowed us to highlight the importance and the usefulness of insects in ecological restoration, especially in the aim of the evaluation of its success.