Les microhabitats des arbres : facteurs d'influence, lien avec la biodiversité et potentiel indicateur

Tree microhabitats : drivers, link with biodiversity and potential as an indicator

• Auteur / Autrice : Yoan Paillet
• Direction : Éric Guilbert, Frédéric Archaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie
• Date : Soutenance le 20/09/2018
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle en cotutelle avec Écosystèmes forestiers (Nogent-sur-Vernisson, Loiret)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écosystèmes forestiers (Nogent-sur-Vernisson, Loiret)
• Jury : Président / Présidente : Jane Lecomte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Guilbert, Jane Lecomte, Aurélien Besnard, Hervé Jactel, Émilie Andrieu, Romain Julliard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aurélien Besnard, Hervé Jactel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Indicateurs biologiques

Biodiversité

Niche écologique

Mots clés libres

Dendromicrohabitats

Biodiversité

Indicateur

Gestion forestière

Arbre

Bois mort

Tree related microhabitats

Biodiversity

Indicator

Forest management

Tree

Deadwood

Résumé

Un indicateur permet de mesurer des grandeurs ou des phénomènes trop compliqués ou trop coûteux à mesurer de manière directe. Lorsqu’il s’agit de biodiversité, les indicateurs sont indispensables au regard de la complexité à avoir une image précise de l’état et de la dynamique des espèces. En forêt, les microhabitats des arbres (e.g.cavités, fentes du bois, carpophores de champignons lignicoles) sont considérés comme des indicateurs potentiels de biodiversité, plus spécifiques que des structures telles que le volume de bois mort total. Cependant, les références scientifiques établissant le lien entre métriques de microhabitats et mesures de biodiversité restent rares, et ne concernent la plupart du temps qu’un seul groupe taxonomique. Plus largement, et à l’instar d’autres indicateurs, les microhabitats ne bénéficient pas d’une démarche standardisée permettant de les valider en tant qu’indicateurs de biodiversité forestière. Ce travail de thèse contribue à cette validation. Il s’articule autour de trois aspects entrant en compte dans la validation d’un indicateur, il s’est agi : (i) De quantifier et réduire les incertitudes sur les inventaires de microhabitats. A cette fin, une première typologie de référence a été établie, avec pour but de standardiser et d’homogénéiser les relevés de microhabitats. Cette typologie adopte une structure hiérarchique et évolutive, ce qui permet de l’utiliser dans différents contextes. Le biais potentiel lié aux observateurs a également été quantifié, de manière à pouvoir mieux le prendre en compte dans les futurs inventaires ;(ii) De mieux comprendre les facteurs d’influence des microhabitats aux deux échelles. A l’échelle de l’arbre, l’analyse d’un jeu de données national a permis de généraliser la relation entre caractéristiques individuelles des arbres (espèce, diamètre, vitalité) et le nombre et l’occurrence des microhabitats. A l’échelle de la parcelle forestière, une analyse des densités et des types d’arbres porteurs de microhabitats sur un gradient élargi d’exploitation forestière, comparant zones exploitées et non exploitées, a permis de mettre en évidence le rôle crucial des gros arbres et des arbres morts ; (iii) D’établir le lien entre microhabitats et la diversité de trois groupes taxonomiques au travers d’une approche mobilisant le cadre analytique des modèles d’équations structurelles. Les microhabitats sont médiateurs de l’arrêt de l’exploitation et de structures typiques des vieilles forêts (gros arbres vivants et morts) sur la biodiversité des chauves-souris et des oiseaux, et dans une moindre mesure des coléoptères saproxyliques. Au final, les microhabitats ne constituent pas un indicateur universel de biodiversité mais ont un rôle complémentaire des autres structures forestières traditionnellement utilisées pour décrire la biodiversité. Ce travail de thèse contribue à préciser leur potentiel indicateur et envisage des pistes de recherche permettant de continuer à valider leur rôle.

An indicator is a tool to measure metrics or phenomenons too complex or costly to measure directly. In the case of biodiversity, indicators are essential regarding the complexity to assess species state and dynamics. In forest, tree microhabitats (e.g.cavities, cracks in the wood, conks of lignicolous fungi) have been recently considered as a potential biodiversity indicator, with a more specific focus than other structures like deadwood volume. However, scientific references linking tree microhabitat metrics and biodiversity measures are still rare, and limited to a few taxonomic groups. More generally, like other indicators, the validation process of microhabitats as biodiversity indicators is not standardized. This ph-d thesis contributes to this validation and adresses three aspects included in an indicator validation process. The main aims were to: (i) Quantify and reduce incertitudes on tree microhabitat inventories. We thus proposed a first reference typology to standardize and homogenize microhabitats inventories. This typology has a hierarchical and evolutive structure, which allows its use in different contexts and for different purposes. We also quantified the potential bias linked to observer effects, in order to better take it into account in future inventories ; (ii) Better understand the influence of different factors on tree microhabitats at two different scales. At the tree scale, through the analysis of a national database, we generalized the relationships between tree characteristics (species, diameter, vitality) and number and occurrence of tree microhabitats. At the stand scale, we analysed the densities and types of microhabitat-bearing trees on an enlarged forest management gradient, comparing strict reserves and managed forests. These two studies evidenced the crucial role of large trees and snags in the provision of tree microhabitats ; (iii) Link tree microhabitats with the biodiversity of three taxonomic groups through the framework of structural equation models. We showed that microhabitats mediate the effects of management abandonment and old-growth forest features (large living and dead trees) on the biodiversity of birds and bats, and to a lesser extent on saproxylic beetles. In the end, tree microhabitat are not a universal biodiversity indicator but have a complementary role compared to other forest structures traditionally used to assess biodiversity. This ph-d thesis specifies the role of tree microhabitats as biodiversity indicators and proposes further research to continue validating them as such.