Importance du réseau trophique du sol dans la stabilité du fonctionnement des écosystèmes forestiers méditerranéens soumis au changement climatique

Avis de Soutenance de thèse

Madame Adriane Aupic-Samain



de l’Unité Mixte de Recherche IMBE (équipe DFME)
Soutiendra publiquement ses travaux de thèse jeudi 9 juillet à 15h00, dans l’amphithéâtre Sciences Naturelles sur le campus Sc-Charles à Marseille.


Composition du jury
Directrices de thèse : Virginie Baldy et Catherine Fernandez


Résumé de thèse
Les réseaux trophiques du sol sont les moteurs des cycles des éléments nutritifs et des flux d’énergie dont dépend étroitement le fonctionnement des écosystèmes terrestres. Malgré leur importance dans le processus de décomposition des litières, peu d’études se sont focalisées sur les réseaux trophiques en forêt méditerranéenne. Pourtant, les espèces végétales méditerranéennes, adaptées à la sécheresse et aux fortes températures, ont une identité physico-chimique particulière, susceptible de contrôler fortement le réseau trophique du sol. De plus, parmi les biomes terrestres, cet écosystème figure comme l’un des plus sensibles au changement climatique. Un stress hydrique plus intense pourrait impacter directement les organismes du réseau trophique du sol mais aussi indirectement en modifiant la qualité des litières produites.
Afin d’étudier les mécanismes par lesquels le changement climatique peut altérer la structure des réseaux trophiques et leurs fonctions, nous avons utilisé des sites instrumentés dans trois forêts méditerranéennes : chênaie à Quercus pubescens Willd. (O3HP), chênaie à Quercus ilex L. (Puéchabon) et pinède à Pinus halepensis Mill. (Font-Blanche). Ces forêts sont soumises expérimentalement à une sécheresse amplifiée prévue par les modèles climatiques en Méditerranée à l’aide de systèmes d’exclusion de pluie (-30% de précipitation annuelle). La première expérience in-situ met en évidence que la forêt de Q. ilex présente une abondance et une biomasse d’arthropodes du sol plus faibles et des flux d’énergie entre groupes trophiques réduits comparé aux 2 autres forêts. Ces résultats suggèrent que les différences de propriétés physico-chimiques du sol entre forêts conduisent à un fort contrôle ascendant sur la structure et l’architecture énergétique du réseau trophique du sol. Si l’abondance et la biomasse des détritivores et des omnivores sont réduits en condition de sécheresse amplifiée, les flux d’énergie ne sont pas affectés suggérant une forte stabilité du réseau trophique du sol. Une seconde expérience in-situ visant à évaluer l’impact direct et indirect (via une modification de la qualité des litières) de la sécheresse sur les communautés microbiennes et mésofauniques a été effectué via des transplants de litières (litterbags) dans les trois forêts. Après deux ans de décomposition, la biomasse microbienne et l’abondance mésofaunique sont plus élevées avec la litière de Q. pubescens par rapport aux deux autres litières. Ces résultats mettent en évidence l’importance de certains traits foliaires pour les organismes consommant la litière. Bien que la sécheresse amplifiée ait induit une modification de la qualité des litières, aucun changement n’est observé sur les groupes d’organismes. En revanche, l’effet direct de la sécheresse amplifiée sur les paramètres microbiens et mésofauniques dépend du type de forêt suggérant que dans une même région méditerranéenne, le changement climatique pourrait modifier distinctement les organismes et leur contribution au processus de décomposition.
En laboratoire, la qualité de la litière et notamment sa structure physique (feuille vs. aiguille) a eu des effets distincts sur les organismes du réseau trophique (champignons-collemboles-acariens prédateurs). La seconde expérience en mésocosme visant à analyser les effets interactifs de l’augmentation de la température et de la réduction de l’humidité du sol sur une communauté de collemboles en présence ou non d’acariens prédateurs, met en évidence que la sécheresse affecte différemment les espèces de collembole mais réduit l’abondance de la communauté i) en supprimant l’effet positif de l’augmentation de la température et ii) en renforçant le contrôle du prédateur sur leur abondance. Finalement, ce travail de thèse souligne l’importance des caractéristiques physico-chimiques du sol et de la litière comme contrôle ascendant et des conditions hydriques sur la structure des réseaux trophiques du sol en forêt méditerranéenne.


Mots clés : Changement climatique ; Forêt méditerranéenne ; Interaction plante-sol ; Litière ; Réseau trophique


Lieu
Aix Marseille Université - Campus St Charles
Amphithéâtre Sciences Naturelles
3 Place Victor Hugo
13003 MARSEILLE

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