Risques liés à l’invasion des forêts du domaine atlantique français par le rhododendron pontique (Rhododendron ponticum susbp. baeticum (Boiss. & Reut.) Hand.-Mazz.)

• Auteur / Autrice : Marion Casati
• Direction : Guillaume Decocq, Thomas Kichey
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences Ecologiques Ecologie, Evolution et Biodiversité-25DSE4
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 12/10/2023
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie et dynamique des systèmes anthropisés (Amiens ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Nacima Baron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Decocq, Thierry Tatoni, Céline Bellard, Estelle Forey, Déborah Closset
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Thierry Tatoni, Céline Bellard

Mots clés

Mots clés libres

Espèce exotique envahissante

Écosystème forestier

Modèles de distribution des espèces

Niche écologique

Dynamique des populations

Plasticité

Invasive plant species

Forest ecosystem

Species distribution model

Ecological niche

Population dynamics

Phenotypic plasticity

Résumé

Les invasions par des espèces ligneuses tolérantes à l’ombre constituent une menace importante pour les écosystèmes forestiers. Le taux de persistance élevé de ces espèces et leurs impacts sur le long terme peuvent modifier de manière importante la structure, le fonctionnement et la dynamique des écosystèmes forestiers. C’est potentiellement le cas du Rhododendron pontique (Rhododendron ponticum subsp. baeticum (Boiss. & Reut.) Hand.-Mazz.), un arbuste clonal originaire de la Péninsule ibérique. Reconnu depuis plusieurs décennies comme plante invasive notoire dans les îles Britanniques et en Irlande, il est encore peu connu en Europe continentale, en particulier en France, bien qu’il tende à envahir les sous-bois de certaines forêts, surtout dans les régions Bretagne et Normandie, et à un titre moindre en Ile-de-France et Hauts-de-France. Au vu de la situation actuelle dans les îles Britanniques, qui subissent une invasion massive dans les milieux ouverts, l’émergence de cette espèce en France soulève des questions quant à son caractère invasif en milieu forestier et à sa priorité en matière de gestion. Dans ce contexte, cette thèse vise à étudier les risques associés à l’invasion des forêts du domaine atlantique français par R. ponticum. Nous avons dans un premier temps réalisé un travail conséquent de synthèse bibliographique sur le Rhododendron pontique afin de dresser un état des connaissances actuelles sur cette espèce. Nous nous sommes ensuite intéressés à la distribution actuelle du Rhododendron pontique en France et avons tenté de prédire sa distribution future, en fonction de différents scénarios du GIEC. Dans un troisième temps, nous avons étudié la dynamique des populations de R. ponticum à une échelle locale et décrit sa plasticité architecturale et morpho-physiologique en fonction de la disponibilité en lumière. Enfin, nous avons analysé les impacts de l’invasion par R. ponticum sur les communautés végétales des écosystèmes forestiers. Nos résultats ont montré la concordance de niche écologique entre la zone insulaire historiquement envahie et la zone continentale d’invasion récente. Nous avons identifié une potentielle contraction de son aire de distribution dans le futur. Au niveau de la dynamique des populations, nous avons mis en lumière la capacité du Rhododendron pontique à se propager localement par voie végétative (marcottage) dans les peuplements forestiers, mais peu à longue distance en raison d’une limitation du recrutement liée à un défaut en microsites favorables. L’étude de l’architecture et de la morpho-physiologie foliaire a démontré une forte plasticité de cette espèce en réponse aux conditions de lumière, et la mise en place d’une stratégie particulière pour la maximisation de l’utilisation des ressources, reposant sur deux tactiques d’exploitation de la lumière en fonction de l’intensité de celle-ci. L’étude de la diversité fonctionnelle de la strate herbacée, en fonction des conditions environnementales et de l’état d’invasion par R. ponticum a permis d’identifier des réponses précoces à l’invasion. Il en ressort notamment un impact fort de cette espèce sur les conditions environnementales, qui conduisent à une diminution de la diversité taxonomique et fonctionnelle de la strate herbacée. Ce travail nous montre l’importance d’une approche multi-facettes et intégrée d’un plante ligneuse invasive en forêt, d’une part pour la compréhension des mécanismes permettant le succès invasif et d’impacter la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes envahis, d’autre part pour mieux maitriser le risque invasif et élaborer une stratégie de gestion scientifiquement fondée.

Invasion by shade-tolerant woody species are a major threat to forest ecosystems. The high persistence rate of these species and their potential long-term effects can significantly alter the structure, functioning and dynamics of forest ecosystems. This is potentially the case for the Pontic rhododendron (Rhododendron ponticum subsp. baeticum (Boiss. & Reut.) Hand.-Mazz.), a clonal shrub native to the Iberian Peninsula. Widely acknowledged for several decades as a major invasive plant in various Ireland and the British Isles, it has received little attention in continental Europe, especially in France, though it tends to invade certain forest understories, especially in Brittany and Normandy and, to a lesser extent, in Ile-de-France and Hauts-de-France regions. In view of the current situation in the British Isles, which experience a massive invasion of both open habitats and woodlands, the emergence of this species in France raises questions about its invasiveness, forest invasibility, impacts and management priority. In this context, this thesis aims at studying the risks associated with the invasion of woodlands of the French Atlantic domain by R. ponticum. It successively presents a state-of-knowledge ; an ecological diagnosis of the invasion in the French Atlantic region, a study of the biology and dynamics of Pontic rhododendron populations, and an analysis of the impacts of the invasion on taxonomic and functional biodiversity of invaded ecosystems. To achieve this goal, we first carried out a comprehensive literature review on R. ponticum to elaborate. a monograph. Secondly, we looked at the species' current and future distribution, using species distribution modelling and habitat suitability maps. We then studied the population dynamics on a local scale, as well as its architectural and morpho-physiological traits with respect of light intensity. Finally, we analysed the impact of R. ponticum invasion on the plant community of forest ecosystems. Our results reveal that the ecological niche in the historical invasive range matches its potential ecological niche in the recent invasion zone. I identified a potential contraction of its range in the future, in response to climate change and according to ICPP scenarios. In terms of population dynamics, I highlight the ability of R. ponticum to spread locally in forest stands, thanks to active ground layering, whilst the species is strongly recruitment-limited due to the scarcity of regeneration microsites. The study of architecture, leaf morphology and ecophysiology demonstrate the plasticity of this species in response to light conditions, and the implementation of a particular strategy for maximizing resource use, based upon two contrasted tactics. The study of the functional diversity of the herbaceous layer, in relation to environmental conditions and the invasion by R. ponticum, shows early responses to the invasion, and in particular a strong impact of this species on environmental conditions and a reduction in the taxonomic and functional diversity. This work stresses on the interest of a multi-facet, integrated analysis of a woody invasive plant species in woodlands. First it sheds light on the mechanisms behind the invasion success and impacts on biodiversity and ecosystem functioning. Second it helps in assessing the invasion risk and provides science-based guidelines for management.