Biodiversité et gestion des écosystèmes prairiaux en Franche-Comté

par Leslie Mauchamp

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de l'environnement

Sous la direction de François Gillet et de Arnaud Mouly.

Soutenue le 23-09-2014

à Besançon , dans le cadre de École doctorale Homme, environnement, santé (Besançon ; 2000-2012) , en partenariat avec Laboratoire chrono-environnement (Besançon) (laboratoire) et de Laboratoire Chrono-environnement / LCE (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Michel Gobat.

Le jury était composé de François Gillet, Arnaud Mouly, Jean-Michel Gobat, Didier Alard, Bernard Amiaud, Pierre-Marie Badot, Bernard Jeangros.

Les rapporteurs étaient Didier Alard, Bernard Amiaud.


  • Résumé

    Les écosystèmes prairiaux sont soumis à une pression anthropique, essentiellement liée à la gestion agricole, qui permet de maintenir ces milieux ouverts. Cependant, lorsque cette pression s’avère trop importante, elle peut conduire à une diminution de la diversité de la communauté végétale et, en outre, de toutes les communautés qui en dépendent (de consommateurs primaires et secondaire notamment). La biodiversité jouant un rôle reconnu pour la réalisation de diverses fonctions et services écosystémiques dont les sociétés humaines tirent profit chaque jour, les pressions anthropiques fortes peuvent altérer le maintien de ces services.Afin d’obtenir des informations complémentaires sur la réponse des communautés végétales aux différents facteurs anthropiques, il est nécessaire d’intégrer la complexité de la notion de diversité, et notamment inclure les facettes taxonomiques, phylogénétiques et fonctionnelles. Par ailleurs, l’échelle spatiale doit être considérée, en comparant les composantes alpha (intra-site) et beta (inter-sites) de la diversité gamma d’une parcelle ou d’une région.Dans ce projet, une attention particulière a été portée sur la complémentarité de ces approches de la diversité afin de rendre compte de la réponse des communautés végétales du massif jurassien aux modes de gestion agricoles pratiqués dans cette région. La production de différentes AOP fromagères, dont le Comté, offre un cadre original puisque l’existence d’une telle production implique des restrictions concernant la conduite agricole des surfaces prairiales aux exploitants. Nous avons étudié la végétation de 48 parcelles du massif jurassien réparties selon un gradient altitudinal (Premier plateau, Deuxième plateau, Haute-Chaîne) par le biais d’un protocole multi-échelle original pour des surfaces équivalentes à 0,01, 1, 10 et 1000 m². Sur ces mêmes parcelles, les pratiques agricoles ont été renseignées grâce à des enquêtes réalisées auprès des exploitants ; les conditions édaphiques ont elles aussi été étudiées grâce à des sondages de profondeur du sol et des analyses physico-chimiques réalisées sur des prélèvements dans l’horizon de surface.[...]En comparant la composition floristique de 150 relevés réalisés dans les années 1990 avec de nouvelles prospections réalisées en 2012 sur les mêmes surfaces, d’importants changements de la composition floristique sont apparus pour chacune des prairies. La tendance générale pour l’ensemble des parcelles suggère que les communautés actuelles sont davantage adaptées aux défoliations fréquentes et/ou intenses, présentent despréférences écologiques pour les milieux riches en substances nutritives et valeur pastorale plus élevée. La diversité phylogénétique s’avère également différente entre les deux sessions (ce qui n’est pas le cas de la diversité taxonomique de Simpson) et témoigne ainsi d’une réduction de la diversité des lignées avec le temps.[...]L’accumulation de phosphore dans les sols prairiaux, associée aux apports croissants d’azote apportés notamment par les engrais minéraux de synthèse, sont parmi les causes potentielles de ces changements. Bien qu’aucune diminution significative de la diversité taxonomique n’ait été enregistrée dans nos travaux, les changements de composition fonctionnelle déjà observés pourraient à l’avenir aboutir à une érosion de la diversité.[...]

  • Titre traduit

    Biodiversity and agricultural management of grassland systems in Franche-Comté


  • Résumé

    Grassland ecosystems are submitted to human pressure, especially due to agricultural management, preventing their natural succession toward the forest. However, when this pressure become too important, it could lead to a decrease of the diversity of plant communities (especially primary and secondary consumers) and of all communities that depend on them. As biodiversity is recognized to play an important role in the realization of ecosystem functions and services that benefit to human societies every day, important anthropic pressures could alter the maintaining of these services.In order to provide complementary information on the response of plant communities to anthropogenic factors, it is necessary to take into account the complexity of biodiversity, especially by including the various taxonomic, phylogenetic and functional facets of diversity. In addition, the spatial scale has to be taken into account, by comparing alpha (intra-site), beta (inter-site) components of the gamma diversity of a given parcel or region:.In this project, we especially focused on the complementarity of these approaches to diversity in order to assess the response of plant communities of the French Jura Mountains to agricultural practices used in this area. The production of PDO cheese, and especially the Comté cheese, offers an original framework for such investigations as the existence of this production is associated to strict regulations imposed to farmers for the management of their grassland systems. We studied the vegetation of 48 grasslands, split according to an altitudinal gradient (First Plateau, Second Plateau, High Range) by using an original multi-scale sampling design with plot sizes of 0.01, 1, 10 and 1000 m². The agricultural practices used on these 48 parcels have also been recorded by submitting questionnaires to farmers. In addition, we collected data on soil conditions in each parcel, including soil depth and physico-chemical analyses performed on 0 – 10 cm superficial soil samples.[...]The comparison of the species composition of 150 phytosociological relevés recorded in the 1990’s and repeated in 2012 reveals important changes in the floristic composition of grasslands. The general trend observed for the overall set of relevé suggests that contemporary communities are more adapted to frequent and/or intense defoliations, have a higher pastoral value and indicate a higher level of nutrient content in the soil. We also record differences in phylogenetic diversity values between the two sessions of relevés (while the taxonomic diversity of Simpson do not change) and so show that a loss of phylogenetic lineages among time.[...]The accumulation of phosphorous in the soil, associated to increasing nitrogen supply, especially in the form of inorganic fertilizers, can partly explain this trend. Even though we do not record any significant reduction of taxonomic diversity, the functional changes already observed suggest that the diversity could potentially decrease in the future.[...]


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  • Détails : 1 Vol.( 255p.)
  • Annexes : Bibliogr. p221-234. Annexes

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  • Cote : SCI.BESA.2014.36
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