Dynamique des forêts subalpines dans le contexte des changements globaux : patrons, déterminants (abiotiques, paysagers et socio-économiques) et conséquences sur la diversité floristique

Subalpine forest dynamics in global change context: patterns, drivers (abiotic, landscape and socio-economic) and consequences on plant diversity

• Auteur / Autrice : Noemie Delpouve
• Direction : Cyrille Rathgeber, Laurent Berges
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie et écologie des forêts et des agrosystèmes
• Date : Inscription en doctorat le 08/11/2021
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SILVA

Mots clés

Mots clés libres

Limite supérieure de la forêt

Dynamique forestière

Changement climatique

Changement d'occupation du sol

Biodiversité

Services écosystémiques

Treeline

Forest dynamics

Climate change

Land-use change

Biodiversity

Ecosystemic services

Résumé

Contexte — La limite supérieure des arbres est une caractéristique majeure des paysages alpins, résultant de l'interaction de nombreux facteurs. Malgré un déterminisme complexe, l'expansion récente des limites des forêts alpines est largement attribuée aux changements d'utilisation des terres et au réchauffement climatique. Des publications récentes suggèrent que le changement climatique et l'expansion forestière qui en résulte ont déjà eu un impact négatif sur la biodiversité alpine, modifiant de manière significative des fonctions telles que la séquestration du carbone et le cycle des nutriments. Objectifs — Dans ce projet de thèse, nous prévoyons de quantifier, comprendre et modéliser la dynamique spatio-temporelle des forêts subalpines françaises, depuis le minimum forestier de 1850 jusqu'à leur expansion maximale actuelle. Par ailleurs, nous voulons également quantifier les impacts écologiques de cette dynamique afin de proposer des actions capables d'atténuer ces conséquences négatives (ex. perte de biodiversité), mais aussi de saisir les opportunités qu'elle représente (ex. augmentation de la séquestration du carbone). Démarche — Notre connaissance de la répartition des forêts françaises repose principalement sur trois sources distinctes (la carte d'État-Major, les BD forêt® versions 1 et 2, et des couches photographiques aériennes) que nous comparerons pour les régions de montagne (Alpes, Pyrénées, Corse). À partir de ces documents et d'un modèle numérique de terrain, nous évaluerons la dynamique spatio-temporelle (expansion et densification) de la forêt subalpine. Cette dynamique sera ensuite analysée et interprétée à l'aide de données économiques, sociales, historiques et environnementales. Résultats et impacts attendus — Ce projet fournira des résultats essentiels sur la dynamique de la limite supérieure de la forêt, qui est considérée comme un élément clé du paysage alpin, et un marqueur crucial du changement environnemental, mais qui résiste encore à notre compréhension. Ces résultats seront également utilisés pour comprendre l'influence des facteurs humains et environnementaux sur cette dynamique, puis pour prédire la position des zones sensibles où des actions spécifiques pourraient être envisagées, que ce soit pour la conservation de la biodiversité, la séquestration du carbone, ou le maintien des services écosystémiques.

Context — The tree line is a major characteristic of alpine landscapes, resulting from the interaction of many factors. Despite a complex determinism, the recent expansion of alpine forest limits is largely attributed to land use changes and global warming. Recent publications suggest that climate change and resulting forest expansion have already had a negative impact on alpine biodiversity, significantly modifying functions such as carbon sequestration and nutrient cycling. Objectives — In this PhD project, we plan to quantify, understand, and model the spatial and temporal dynamics of the French subalpine forests, from the forest minimum of 1850 to their current maximal expansion. Besides, we also want to quantify the ecological impacts of this dynamics to propose actions to mitigate its negative consequences (e.g. loss of biodiversity), but also to seize the opportunities it represents (e.g. increase of carbon sequestration). Approaches — Our knowledge of the distribution of the French forests is mainly based on three distinct sources (the ‘Etat Major' map; the BD forêt ® versions 1 and 2, and a couple of aerial photographic layers) that we will compare for the French mountain regions (Alps, Pyrenees, Corsica). From these digital documents and a digital terrain model, we will assess the spatial and temporal dynamics (expansion and densification) of the subalpine forests. These dynamics will then be analysed and interpreted using economic, social, historical and environmental data. Expected results and impacts — This project will provide pivotal results on the dynamics of the upper forest limit, which is considered a key element of the Alpine landscape and a crucial marker of the environmental changes, yet still resists our understanding. These results will be used to understand the influence of human and environmental factors on these dynamics, and then to predict the position of sensitive areas where specific actions should be considered, whether for biodiversity conservation, carbon sequestration, or maintenance of ecosystem services.