Rôle de la variabilité environnementale dans la dynamique des prairies de moyenne montagne

Les enjeux socio-économiques et environnementaux associés aux prairies permanentes incitent à conserver ou restaurer au mieux leur diversité floristique. Pour cela, il est important de mieux comprendre comment les communautés végétales se structurent. La variabilité environnementale joue un rôle primordial dans de multiples processus de maintien de la diversité, cependant les analyses à fines échelles restent trop rares. Cette variabilité environnementale peut être due à i) les pratiques agricoles et en particulier le régime d’exploitation de l’herbe et ii) les variations climatiques en particulier de précipitations. L’objectif général de la thèse est de déterminer les effets de la variabilité spatio-temporelle fine de l’environnement, induite par les pratiques de gestion et les variations climatiques, sur la dynamique des communautés prairiales et les processus via lesquels la variabilité environnementale agit sur le maintien de la biodiversité.Les deux premiers chapitres reposent sur une étude observationnelle conduite sur le site SOERE-ACBB de Theix situé à 880 m d’altitude dans la Chaîne des Puys (Massif central, France, 45°43’23″ N, 03°1’21″ E). Trois traitements ont été suivis : des pâturages bovins à fort et faible chargement, et une fauche fertilisée. L’environnement est décrit à travers la disponibilité de trois ressources importantes pour la croissance des plantes que sont l’eau, la lumière et l’azote, auquel nous avons ajouté un suivi des conditions de température et de précipitation. Ce suivi a permis de i) calculer la variabilité spatio-temporelle de l’environnement et de la comparer entre traitements, ii) calculer le degré de synchronie des changements temporels des conditions environnementales au sein des parcelles, iii) comparer les effets des pratiques par rapport à ceux des conditions météorologiques sur la variabilité environnementale mesurée. Les conséquences de cette hétérogénéité sur la dynamique des communautés ont été analysées à travers ses effets sur les changements de composition taxonomique et fonctionnelle au sein des parcelles du printemps à l’automne. Ceci nous a permis d’appliquer un cadre nouvellement proposé d’analyse des données spatiotemporelles qui vise à évaluer l’importance relative d’effets filtres hétérogènes, de dérive écologique, de dispersion limitée et de ségrégation phénologique. Le dernier chapitre repose sur une expérimentation semi-contrôlée en pots. La croissance d’individus de quatre espèces de graminées prairiales (Dactylis glomerata, Holcus lanatus, Poa trivialis et Trisetum flavescens) a été suivie dans des pots en présence d’individus hétérospécifiques ou conspécifiques soumis à deux traitements croisés de variabilité temporelle d’apport en eau (variable ou peu variable) et de fertilisation (avec ou sans apport d’azote). Ces suivis individuels de croissance ont été réalisés grâce à une méthode d’estimation de la biomasse aérienne non-destructive basée sur des équations allométriques appliquée à un rythme hebdomadaire. Simultanément, des mesures horaires des conditions de température et de disponibilité en eau dans les pots ont été réalisées. Ces données ont permis de caractériser l’évolution temporelle de la diversité des pots (plurispécifiques), de la hiérarchie compétitive entre les individus et des différences de stress hydriques entre espèces dans les différents traitements.Le premier chapitre a mis en évidence une hétérogénéité temporelle de la disponibilité des ressources plus forte dans les parcelles fauchées, et inversement une hétérogénéité spatiale plus forte dans les parcelles pâturées. (...)