Doctorant : Alexandre Fruleux
Université / Institution : Université de Lorraine
Durée du contrat — Trois ans (2013-2016)
Titre de la thèse — Effet du statut nutritif des arbres sur leur résilience à la sécheresse
Équipe d’accueil et encadrant(s)—
Équipe : Équipe ARBECO, UMR INRA-UL (1137) Écologie et Écophysiologie Forestières (EEF)
Directeur de thèse: Damien Bonal
Co-directrice de thèse: Marie-Béatrice Bogeat-Triboulot
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Contexte —
De nombreux travaux récents ont montré qu’une biodiversité accrue améliorait le fonctionnement des écosystèmes, leur stabilité, et les services écosystémiques. Dans ce contexte, on attribue aux forêts mélangées différents avantages comparé aux peuplements pur tels qu’une meilleurs résistance aux parasites (Castagneyrol et al, 2014), une biodiversité accrue (Branquart et al, 2010) ainsi qu’une meilleure productivité en bois (Morin et al, 2011).
Bien que ces avantages semblent dépendre de nombreux paramètres et ne sont pas vrais dans toutes les situations (Grossiord et al, 2014), ils peuvent être expliqués par deux effets. Le premier, l’effet de sélection énonce que la chance d’inclure dans un mélange l’espèce la plus productive augmente avec le nombre d’espèces en mélange. Le second, l’effet de complémentarité vise une complémentarité dans l’acquisition et/ou l’utilisation des ressources entre espèces, et se traduirait par des mécanismes de séparation de niche et de facilitation (Loreau & Hector, 2001). Les mécanismes d’interactions entre les espèces d’arbres au sein des forêts mélangées restent à l’heure actuelle mal connus, en particulier ceux au niveau racinaire (Huang 2000).
Objectifs et questions de recherche —
Cette thèse s’articule autour des questions suivantes:
- Est-ce que le développement racinaire est influencé par les interactions entre espèces au sein des forêts mélangées?
- Les contraintes hydriques influencent-elles les interactions entre espèces à travers le développement racinaire?
- Comment varient les communautés microbiennes dans différentes conditions de mélange?
Enjeux scientifiques et socio-économiques — La région Lorraine est l’une des plus boisées de France. Les forêts tempérées présentent de nombreux intérêts (écologiques, économiques, récréatifs..) mais sont menacées par les changements climatiques globaux. Sous nos latitudes, il est prévue une augmentation en fréquence des épisodes de sécheresse pouvant entrainer une compétition pour l’eau et les nutriments plus intense entre les arbres forestiers. La promotion des forêts mixtes pourrait être une solution face à ce problème.
Approfondir nos connaissances sur l’origine de la complémentarité au sein des forêts mélangées constitue donc un enjeu important pour la région Lorraine, ainsi que pour la filière bois de notre pays.
Approches méthodologiques et résultats attendus —
- Des expériences en conditions naturelles (plantation) permettront d’étudier l’impact des interactions entre espèces d’arbre sur le fonctionnement hydrique et carboné, la profondeur d’enracinement et la profondeur d’acquisition de l’eau, ainsi qu la diversité des communautés microbiennes du sol en fonction des mélanges en espèces.
- Des expériences en conditions contrôlées (pots en serre, minirhizotrons) permettront d’aborder les mécanismes plus fins: la distribution spatiale des racines et leur vitesse de croissance tout en contrôlant précisément la disponibilité en ressources.
Les résultats obtenus devraient permettre de mieux comprendre la nature des interactions interspécifiques ayant lieu dans le compartiment souterrain des peuplements mélangés, ainsi que leurs conséquences sur la croissance et les cycles hydrique et carboné.
Nous avons choisis d’étudier des espèces qui peuplent naturellement les forêts françaises et intéressent les gestionnaires par leur productivité ou la qualité de leur bois: hêtre, chêne, érable, pin.
