Impact du changement climatique sur les interactions biotiques en forêt méditerranéenne : approches chimique, écophysiologique et fonctionnelle

Impact of climate change on biotic interactions in the mediterranean forest : chemical, ecophysiological and functional approaches

• Auteur / Autrice : Hazem Hashoum
• Direction : Thierry Gauquelin, Anne Bousquet-Melou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Ecologie
• Date : Soutenance le 21/12/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen de la biodiversité et d’écologie marine et continentale (Marseille ; 2012-....) - Observatoire des Sciences de l’Univers - Institut Pythéas
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Laffont-Schwob
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Robin Duponnois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Elger, Christiane Gallet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Changements climatiques -- Adaptation

Biologie -- Informatique

Allélopathie

Chêne pubescent

Chimie végétale

Et la Méditerranée (région)

Écologie des forêts

Mots clés libres

Écosystème méditerranéen

Fôret de Chêne pubescent

Interaction biotique

Allélochimiques

Changement climatique

Mediterranean ecosystem

Downy Oak forest

Biotic interaction

Allelochemicals

Climate change

Résumé

L’objectif de cette thèse est d’étudier les interactions allélopathiques dans la forêt de chêne pubescente en région méditerranéenne et d’envisager comment ces interactions peuvent être affectées par le changement climatique. Nous avons montré que l'arbre dominant Q. pubescens et ses espèces compagnes A. monspessulanum et C. coggygria ont des potentialités allélopathiques différentes en fonction du stade phénologique des feuilles ce qui pourrait affecter la germination et la croissance des plantes herbacées de sous-étage. Ces différences d'effet allélopathique peuvent résulter non seulement de différences dans la quantité des composés allélopathiques produits, mais aussi de différences qualitatives observées en fonction du stade phénologique. Cela suggère que l’effet allélopathique puisse varier dans le temps de manière à correspondre au stade de développement des plantes herbacées cibles. Sur l’une des plantes cibles utilisées dans les bioessais, les effets allélopathiques ont d’autre part été accentués en changeant les conditions environnementales (hydriques et/ou thermiques) ce qui suggère des modifications éventuelles des potentiels allélopathiques des plantes à attendre avec le changement climatique. Nos résultats en pépinière ont montré le potentiel allélopathique de cotinus et pinus sur la croissance des plantules de chêne, quelques soient les conditions d’arrosage (stressé ou non stressé. En affectant notamment la biomasse du système racinaire dont la croissance est un élément clé des espèces méditerranéennes pour résister à la sécheresse estivale prolongée, ces interactions pourraient jouer un rôle important dans les processus de régénération du chêne pubescent.

The aim of this thesis is to study allelopathic interactions in the downy oak forest in the mediterranean region and to consider how these interactions can be affected by climate change. We have shown that the dominant tree Q. pubescens and its companion species A. monspessulanum and C. coggygria have different allelopathic potentialities, evaluated in vitro on herbaceous target plants, depending on the phenological stage of the leaves, which could in natura affect the germination and growth of understory herbaceous plants. These differences in allelopathic effect may result not only from differences in the quantity of allelopathic compounds produced, but also from qualitative differences observed as a function of the phenological stage. This suggests that the allelopathic effect may vary over time to match the stage of development of the target herbaceous plants. On one of the target plants used in the bioassays, the allelopathic effects were further accentuated by changing the water and / or thermal conditions which suggests possible modifications of the allelopathic potential of the plants to be expected with climate change.Our results in the plant nursery showed the allelopathic potential of cotinus and pinus on the growth of oak seedlings, whatever the watering conditions (stressed or unstressed). By affecting in particular the biomass of the root system, the growth of which is a key element of the mediterranean species to resist the prolonged summer drought, these interactions could play an important role in the regeneration processes of downy oak.