La soutenance est prévue le vendredi 17 septembre 2021 à 9h30 et se tiendra en visioconférence à cette adresse : https://inrae-fr.zoom.us/j/8336747515

Résumé :

Le changement climatique contemporain modifie la répartition des espèces, en particulier celle des organismes aux lentes capacités de migration comme les arbres. La composition des forêts devrait être affectée dans les prochaines décennies, modifiant en même temps les fonctions et la biodiversité de ces écosystèmes, avec de fortes conséquences écologiques et sociétales. La distribution des arbres dépend de traits démographiques tels que le recrutement, la croissance et la mortalité qui interagissent le long des gradients climatiques. Les taux de mortalité forestière augmentent dans tous les biomes du monde. En Europe, par exemple, la mortalité augmente en marge chaude des aires de répartition des espèces en réponse à la sécheresse. Ces taux de mortalité élevés s’accompagnent de faible taux de recrutement, induisant des changements de végétation et rendant de nouveaux espaces disponibles, qui sont une opportunité pour les espèces exotiques envahissantes. Néanmoins, ces réponses démographiques au climat sont espèces et traits dépendantes. Comprendre comment s’articulent ces traits démographiques le long des gradients climatiques est donc un enjeux important pour prédire l'impact du changement climatique sur la dynamique forestière. Dans ce travail, je me suis intéressé aux patrons et aux déterminants de la mortalité et du recrutement de vingt espèces d’arbres indigènes et deux espèces exotiques dans les forêts européennes. Dans ce but, j'ai utilisé les données de 2 millions d'arbres provenant de 153892 parcelles mesurées dans les inventaires forestiers nationaux Français, Espagnol, Allemand, Wallon, Suédois et Finlandais. Je me suis d’abord intéressé à la mortalité des arbres. J’ai montré que l'occurrence de la mortalité est plus élevée en marge chaude et liée à des taux de sécheresse élevés alors que les évènements intenses de mortalité sont eux expliqués par différents facteurs incluant la compétition, la sécheresse et des températures élevées et peuvent se manifester sur l’ensemble de l’aire de répartition. En outre, l'occurrence de la mortalité est plus élevée en marge chaude des espèces tempérées et plus faible en marge froide pour la moitié des espèces méditerranéennes. J’ai ensuite analysé le recrutement de ces mêmes espèces et montré que pour la majorité, les taux de recrutement varient peu le long de leur aire de répartition. Le recrutement était fortement limité par la compétition et dépendait souvent de l'âge ou du taux de croissance du peuplement. De plus, le rôle de la sécheresse sur le recrutement des arbres n’est significatif qu’en interaction avec la compétition. Enfin, j'ai évalué le caractère envahissant de deux espèces exotiques, Quercus rubra et Robinia pseudoacacia. Mes résultats montrent que les deux espèces sont capables de recruter de nouveaux individus sous le couvert d’autres espèces et même de devenir dominantes au détriment de celles-ci. Mes résultats montrent également une expansion de leur aire de répartition au nord comme au sud. Ces résultats s’expliquent en partie par une sensibilité à la sécheresse relativement plus faible que les espèces indigènes. Dans l'ensemble, mes résultats soulignent que la sensibilité des arbres au changement climatique est trait-dépendent et varie le long des aires de répartition. Alors que la mortalité en marge chaude semble largement induite par la sécheresse, le recrutement y est beaucoup moins sensible. Cette différence de réponse suggère qu’un recrutement élevé pourrait compenser les effets négatifs du changement climatique. Néanmoins, les espèces exotiques, moins affectées par les facteurs environnementaux que les espèces méditerranéennes et tempérées, pourraient bénéficier du réchauffement climatique. Il reste donc à explorer dans quelle mesure le recrutement peut aider des espèces à persister in situ et quelles stratégies de gestion pourraient aider les forêts à atténuer le changement climatique futur.