Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Thomas Eglin
Direction : Claire DamesinChristophe François
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences biologiques. Ecophysiologie végétale
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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A l’échelle de l’arbre (de la feuille à la plante entière), le δ13C de la matière organique est généralement considéré à différentes échelles temporelles (de l’instantané à la saison de croissance) comme un intégrateur des processus physiologiques et des conditions environnementales prévalant lors de l’assimilation du CO2 (Ehleringer et al. 1988 ; Guehl et al. 1993). En particulier, les cernes de croissance constituent potentiellement une archive physiologique et climatique facilement datable au pas de temps annuel. Il est maintenant considéré que ces informations pourraient être obtenues à une résolution temporelle infra-annuelle par l’étude des variations du δ13C au sein même du cerne. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le déterminisme de ces variations intra-annuelles et de préciser quelles sont les informations physiologiques et environnementales qu’il est possible d’extraire du signal isotopique saisonnier au sein du cerne. Notre approche a tout d’abord consisté à étudier expérimentalement une partie des processus pouvant influencer, lors de la croissance, les variations de composition isotopique de la matière organique des feuilles, des tiges et du cerne de l’année en se focalisant sur la composition biochimique et la discrimination lors de la respiration. Les modèles d’étude étaient des espèces décidues de climat tempéré (Q. Petraea et F. Sylvatica). Dans un second temps, les connaissances issues de ces expérimentations ainsi que celles de la littérature ont été utilisées pour élaborer un modèle mécaniste simulant le bilan isotopique du carbone à l’échelle de l’arbre. Ce modèle a été couplé à CASTANEA, un modèle simulant le bilan carboné, hydrique et énergétique à l’échelle d’un peuplement forestier, puis calibré et validé sur des mesures de variations intra-annuelles de δ13C au sein de cernes de chênes prélevés en forêt de Barbeau (site ECOFOR et CARBOEUROPE-IP). Notre étude a montré (1) que les variations saisonnières du δ13C de la matière organique des feuilles, des tiges et du cerne sont peu influencées par les variations de composition biochimique (teneurs en lignine et holocellulose en particulier) et sont liées principalement à la dynamique de mobilisation des réserves en début de croissance et à l’influence des conditions environnementales sur la discrimination photosynthétique pendant le reste de la croissance, (2) que la corrélation entre signature isotopique de la matière organique du cerne dans le bois d’été et conditions climatiques (ici, principalement l’humidité relative et le VPD) pouvait être expliquée physiologiquement à l’échelle intra-saisonnière et (3) que le signal isotopique dans le cerne relatif aux changements intra-saisonniers des conditions climatiques est fortement atténué relativement à celui au niveau des feuilles.