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

Depuis le minimum forestier atteint vers 1850 en France, une expansion générale des forêts est observée. Dans les montagnes, l'expansion peut se traduire par une remontée de la limite supérieure des forêts, transition entre les étages subalpin et alpin. Le réchauffement global, la répartition des essences forestières, l'abandon pastoral, et le développement du tourisme interagissent pour moduler la dynamique de la limite des forêts. La remontée de la limite des forêts modifie les anciennes pelouses alpines et ses communautés végétales patrimoniales. Les plantes forestières peuvent coloniser la forêt nouvellement installée avec retard, alors que les plantes des pelouses alpines peuvent s'éteindre plus ou moins rapidement. Le premier objectif de cette thèse est de quantifier le déplacement altitudinal de la limite des forêts à l'échelle des Pyrénées et des Alpes du Nord françaises depuis 1850. Un second objectif est de comprendre les effets des facteurs climatiques, socio-économiques, paysagers et forestiers, déterminant les variations de la dynamique de la limite des forêts depuis 150 ans. Un troisième objectif est de quantifier les effets de la remontée de la limite des forêts sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés végétales. Pour retracer la dynamique, la limite des forêts a été estimée par commune à l'aide de cartes d'usage des sols historiques et récentes, qui ont permis de délimiter deux périodes dans les Pyrénées (1851-1993 et 1993-2010) et trois périodes dans les Alpes (1860-1951, 1951-1995 et 1995-2007). Nous avons comparé les altitudes des limites des forêts entre les dates et les communes pour explorer les patrons spatio-temporels. Les effets des facteurs topographiques, climatiques, socio-économiques, paysagers et forestiers sur ces patrons spatio-temporels ont également été explorés. Enfin, nous avons analysé la distribution de la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés végétales des forêts anciennes jusqu'aux pelouses alpines grâce à des relevés stationnels et botaniques, effectués pendant l'été 2023 dans la vallée de la Maurienne. Les résultats montrent une dynamique contrastée : la limite des forêts s'est élevée de 174 m entre 1851 et 2010 dans les Pyrénées, avec une accélération entre 1993 et 2010, alors qu'elle s'est élevée de 166 m uniquement entre 1951 et 1995 dans les Alpes du Nord, donc de façon plus tardive mais plus rapide. La dynamique temporelle coïncide avec celle du réchauffement global dans les Pyrénées, mais avec un délai de réponse. Au contraire dans les Alpes, la remontée est limitée entre 1995 et 2007, et la limite des forêts s'est même abaissée de 5 m.an⁻¹ en Haute-Savoie. Les variations spatiales de la dynamique coïncident avec celles de l'abandon pastoral en France. De plus, l'hétérogénéité spatiale récente dans les Alpes est liée aux variations de pressions pastorales et touristiques contemporaines. Le contexte forestier joue également un rôle majeur. Dans les Pyrénées notamment, la remontée observée est plus rapide à l'Est de la chaîne, où la limite est formée par le pin à crochets, une espèce pionnière présentant de bonnes capacités de colonisation. L'analyse de la diversité floristique par groupe écologique montre un crédit (ou lag) de colonisation de 30% des espèces spécialistes de forêt ancienne dans les forêts récentes. Une dette d'extinction pour 27% des espèces de pelouses est observée dans les landes, et descend à 8% dans les forêts établies depuis plus de 70 ans. La dette d'extinction des espèces de pelouses est payée plus vite que le crédit de colonisation des espèces de forêts anciennes. Cette étude régionale à une profondeur temporelle inédite montre comment les facteurs globaux et régionaux interagissent sur le long terme pour modeler les paysages au niveau des écotones entre la forêt subalpine et les pelouses alpines, et souligne les compromis à y trouver entre conservation de la biodiversité et exploitation des ressources.