Déterminants multi-échelles des assemblages d'arthropodes et de plantes en plaine inondable : L'exemple de la vallée de la Loire

par Denis Lafage

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Jan-Bernard Bouzillé et de Julien Pétillon.

Le président du jury était Alain Canard.

Le jury était composé de Johan Oszwald.

Les rapporteurs étaient Frederik Hendrickx, Karl Matthias Wantzen.


  • Résumé

    Les assemblages d'espèces sont contraints par de nombreux facteurs biotiques et abiotiques s'exerçant aux échelles locales et paysagères. En plaine alluviale, ils sont de plus exposés à des perturbations liées aux crues et à la gestion des milieux. Ces deux facteurs sont particulièrement importants au sein des prairies inondables de la vallée de la Loire qui sont le plus souvent gérées par la fauche (mais aussi par le pâturage) et hébergent des espèces animales et végétales considérées comme patrimoniales et sensibles à la gestion et à l'inondation. Les déterminants des assemblages d'arthropodes (araignées et carabiques) et de plantes ont été étudiés sur la Vallée de la Loire et les Basses Vallées Angevines lors de trois campagnes de terrain entre 2011 et 2013. Concernant les arthropodes épigés, nous avons pu démontrer qu'à l'échelle locale, la biomasse végétale est un facteur déterminant de la diversité de carabiques soulignant un contrôle « bottom-up » de cette dernière. Ce groupe apparaît en outre être plus sensible que les araignées à l'effet des crues de printemps (ces deux groupes restant les moins sensibles parmi les arthropodes). L'effet des inondations reste cependant dépendant de la configuration paysagère locale et notamment de la présence de haies. La gestion des prairies par la fauche est depuis longtemps reconnue comme ayant un impact fort, le plus souvent négatif, sur les communautés d'arthropodes. Cette étude a démontré que les effets des retards de fauches mis en place pour la conservation de l'avifaune se font sentir uniquement à court terme : ils se révèlent négatifs pour les carabiques de grande taille alors que les fauches précoces le sont pour les araignées. La connaissance des habitats est essentielle à la compréhension des facteurs influençant les communautés à large échelle. Dans les plaines inondables, les facteurs régissant les assemblages d'espèces végétales sont l'humidité (liée au régime de crue) et la gestion. Dans cette étude, nous avons défini les types d'habitats prairiaux présents en Vallée de la Loire et démontré la pertinence du couplage d'une approche phytosociologique et de la télédétection pour la cartographie large échelle des habitats. Si les impacts de la gestion et des crues ont été démontrés individuellement, leur importance relative reste peu connue. Il apparaît que les perturbations stochastiques telles que les crues constituent des déterminants de la diversité et de la densité d'arthropodes et de végétation bien plus importants que la gestion. Cependant, la part relative des facteurs locaux et paysagers (occupation du sol et configuration) dans les variations de diversités (α et β) varie fortement selon les groupes et la composante de diversité étudiée. Notre travail constitue une première en termes de linéaire de bassin versant couvert dans le cadre d'une étude portant sur les assemblages d'arthropodes. Si elle confirme l'importance de certains facteurs aux échelles locales et paysagères, notre étude démontre en outre l'importance centrale de l'humidité et donc des crues dans la structuration des assemblages ainsi que le rôle majeur du paysage. Enfin, notre travail souligne la nécessité d'une approche large échelle dans la gestion des milieux prairiaux en zone inondable.

  • Titre traduit

    Multi-scale drivers of arthropod and plant assemblages in flooded meadows : The example of the Loire valley


  • Résumé

    Species assemblages are stuctured by biotic and abiotic factors acting at local and landscape scales. In floodplains, assemblages are also exposed to perturbations, mainly due to flooding and management. These perturbations, are particularly important in the meadows of the Loire Valley which are managed by cutting and grazing and host rare animal and plant species sensitive to management and flooding. The main factors structuring arthropod (spiders and carabids) and plant assemblages were studied in the Loire Valley during three field campains between 2011 and 2013. Regarding arthropods, we demonstrated that plant biomass is an important driver of local carabid species richness and density. This underlines the existence of a "bottom-up" control of carabid diversity. Besides, carabids seem more sensitive than spiders to spring floods, spiders and carabids being considerabely less impacted than other arthropods. We also found recolonisation process to be dependant of the landscape configuration, mainly the hedges that act as a refuge. Meadow management by cutting has long been recognized to have a huge, mostly negative, impact on arthropods assemblages. Our study demonstrated that delaying cutting date for birds conservation, has only short term impact: large carabids are negatively affected by late cutting and spiders by early cutting. A better knowledge of habitat spatial repartition is essential to improve the understanding of factors structuring assemblages at large scale. In flooded meadows, the main factors are wetness (linked to flooding) and management. In our study, we defined habitat types presents in the Loire Valley. Besides, we successfully mapped those habitats coupling a phytosociological approach and remote sensing techniques. Whereas we demonstrated the importance of flooding and management, their relative importance remains poorly known. We found stochastic perturbations, such as flooding, being a more important driver of arthropod and vegetation diversity and density than management. Nevertheless, the relative contribution of local and landscape (composition and structure) factors in α and β diversities varied greatly with groups and diversity component under study. Our work is unique, by its amplitude along a major river catchment regarding arthropods. Unless our study confirmed the importance of some classical drivers at local and large scale, it also demonstrated that wetness, and so flooding, are the main drivers of assemblages. The major importance of landscape against local factors on arthropods was also confirmed, including for spiders. Finally, our work underlines the need of large scale approach in management and conservation planning of biodiversity in flooded meadows.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VII-177 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 137-158. Index

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  • Cote : TH 2014 -- 20
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