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Domain walls in Cu–Cl boracite develop as a consequence of an improper ferroelastic, improper ferroelectric transition, and have attracted close interest because some are conductive and all can be mechanically written and repositioned by application of an electric field. The phase transition and its associated dynamical properties have been analysed here from the perspective of strain and elasticity. Determination of spontaneous strains from published lattice parameter data has allowed the equilibrium long-range order parameter for F 4̄ 3c → Pca21 to be modelled simply as being close to the order–disorder limit. High acoustic loss in the cubic phase, revealed by resonant ultrasound spectroscopy, is consistent with the presence of dynamical microdomains of the orthorhombic structure with relaxation times in the vicinity of ∼10−5–10−6 s. Low acoustic loss in the stability field of the orthorhombic structure signifies, on the other hand, that ferroelastic twin walls which develop as a consequence of the order–disorder process are immobile on this time scale. A Debye loss peak accompanied by ∼1% elastic stiffening at ∼40 K is indicative of some freezing of defects which couple with strain or of some more intrinsic freezing process. The activation energy of ⩾∼0.01–0.02 eV implies a mechanism which could involve strain relaxation clouds around local ferroelectric dipoles or freezing of polarons that determine the conductivity of twin walls.

International audience

International audience

International audience; In abandoned or extensively managed grasslands, the mechanisms involved in pioneer tree species success are not fully explained. Resource competition among plants and microclimate modifications have been emphasised as possible mechanisms to explain variation of survivorship and growth. In this study, we evaluated a number of mechanisms that may lead to successful survival and growth of seedlings of a pioneer tree species (Pinus sylvestris) in a grass-dominated grassland. Threeyear-old Scots pines were planted in an extensively managed grassland of the French Massif Central and for 2 years were either maintained in bare soil or subjected to aerial and below-ground interactions induced by grass vegetation. Soil temperatures were slightly higher in bare soil than under the grass vegetation, but not to an extent explaining pine growth differences. The tall grass canopy reduced light transmission by 77% at ground level and by 20% in the upper part of Scots pine seedlings. Grass vegetation presence also significantly decreased soil volumetric water content (Hv) and soil nitrate in spring and in summer. In these conditions, the average tree height was reduced by 5% compared to trees grown in bare soil, and plant biomass was reduced by 85%. Scots pine intrinsic water-use efficiency (A/g), measured by leaf gas-exchange, increased when Hv decreased owing to a rapid decline of stomatal conductance (g). This result was also confirmed by d13C analyses of needles. A summer 15N labelling of seedlings and grass vegetation confirmed the higher NO3 capture capacity of grass vegetation in comparison with Scots pine seedlings. Our results provide evidence that the seedlings' success was linked to tolerance of below-ground resource depletion (particularly water) induced by grass vegetation based on morphological and physiological plasticity as well as to resource conservation.

[Departement_IRSTEA]RE [TR1_IRSTEA]RIE / TRANSFEAU; Dans les systèmes agricoles comme dans tout écosystème, les économies de l'eau et de l'azote sont étroitement mêlées. Différentes variables synthétiques caractérisent l'efficacité du système de culture face au déficit hydrique. Une valeur élevée du rapport entre l'azote exporté et l'eau consommée par la culture (efficience de l'eau pour l'azote : NWUE , mg L-1) laisse espérer que le système est moins sujet aux pertes d'azote minéral (ou gazeux). Maximiser la quantité d'azote exportée par rapport à la consommation d'eau est l'une des voies pour une agriculture respectueuse de l'environnement. Nous cherchons à comprendre l'influence du fonctionnement hydrique de la culture sur différentes composantes du fonctionnement azoté : extraction de l'azote minéral du sol, influence sur le fonctionnement trophique et morphogénétique du peuplement cultivé. Ces différents processus interviennent à des échelles diverses, et sont encore mal hiérarchisés. Le principal objectif de ce travail est d'établir le poids respectif de différents processus impliqués dans la contrainte hydrique et son influence sur l'état de nutrition azotée (en termes quantitatifs et de temps de réponse). Un effort particulier a porté sur les situations de compétition entre espèces végétales se partageant la surface cultivée, dans la mesure où ce type d'occupation est souvent perçu comme un avantage pour l'environnement et la régularité de la production agricole. Nous avons étudié ces processus sous différents niveaux de contrainte hydrique et azotée à différents stades de croissance en milieu contrôlé et dans le cas de la prairie temporaire et de la vigne enherbée. Dans les deux cas, l'état de nutrition azoté est souvent limitant, notamment durant l'été.

Scotch broom (Cytisus scoparius L.) is a commonly colonizing species in the insufficiently grazed pastures of the French Massif Central. By decreasing pasture value and altering initial flora composition broom is considered as an important weed.Our study aims at characterizing broom recruitment in grazed pastures and its development after grazing cessation in relation to the above and below ground resources. Broom seedlings recruitment and dimensions were investigated for 5 years in 37 grazed and ungrazed plots in different vegetation composition. Results showed that grazing favored seedlings emergence but has a detrimental effect on both survival and growth. Broom seedling aerial and below-ground development was studied in the field and in controlled conditions by testing the respective impact of aerial and below-ground competitions induced by grass. From these experiments, growth and survival of broom seedlings were strongly reduced when transmitted light reached values below 20%, while below-ground competition did not interact with aerial competition. Thus light availability was found as a major determinant of survival of broom seedlings in extensive grassland.Broom demography after grazing cessation was assessed by studying 11 stands according to an age gradient. Three main stages were distinguished: the initiation stage characterized by a high density of seedlings, the stem exclusion stage characterized by an important increase in size and a drastic reduction of the density due to intraspecific competition and the senescent stage due to ageing., Le genêt à balai (Cytisus scoparius L.) est une espèce colonisatrice fréquente des pâtures sous exploitées du Massif Central. En diminuant la valeur pastorale et en altérant la composition floristique initiale le genêt peut être est considéré comme une nuisance. Notre étude vise à caractériser le recrutement du genêt dans les zones pâturées et son développement en l`absence de pâturage en relation avec les ressources aériennes et souterraines. Le recrutement et les dimensions de plantules ont été étudiés pendant 5 ans dans des placettes soumis ou non au pâturage. Les résultats montrent que le pâturage favorise l`émergence des plantules mais a un effet négatif sur leur survie et leur croissance. Le développement aérien et souterrain a aussi été étudié sur le terrain et en conditions contrôlées en testant l`impact de la compétition aérienne et souterraine par des graminées. Les résultats montrent que la croissance et la survie des plantules sont sévèrement réduites quand la disponibilité en lumière est inférieure à 20% alors que la compétition souterraine n`interagit pas avec la compétition aérienne. Ainsi la disponibilité en lumière est un déterminant majeur de la survie des plantules dans les pâturages extensifs. L`étude démographique du genêt après abandon du pâturage a été réalisée en étudiant 11 peuplements choisis selon un gradient d`âge. Trois stades sont différenciés : le stade d`initiation caractérisé par une forte densité de semis, le stade d`exclusion compétitive caractérisé par une forte augmentation de la taille et une réduction drastique de la densité liée à la compétition intraspécifique et le stade de sénescence lié au vieillissement des individus.

Synthesis on experimental introduction of beech seedlings in the understorey of Scots pine stands in Auvergne, France. Discussion on growth-limiting resources.; Synthèse des expérimentations entreprises en Auvergne sur la réintroduction du hêtre sous couvert de pin sylvestre. Discussion sur les ressources limitant sa croissance.

In response to the competition for resources exerted by herbaceous vegetation, trees generally change their biomass allocation within organs, their architecture and/or their physiological functioning to better acquire resources, light, water and nutrients. Using two-year-old beech seedlings (Fagus sylvatica) grown for 2 years with herbaceous competition in the natural conditions of the Massif Central mountains in France or in containers in water controlled conditions, we tested the following hypotheses: 1- beech tree submitted to herbaceous competition for water and nutrients modifies C and N allocation towards the root system; 2- beech fine root proportion is higher in response to herbaceous competition; 3- however, these modifications are not always sufficient to resist to competition with some grasses which developed a remarkable efficient root system to capture soil resources.; En réponse à la compétition pour les ressources du milieu exercée par la végétation herbacée, les arbres changent leur allocation de biomasse entre organes, leur architecture, et/ou leur fonctionnement physiologique pour mieux acquérir la lumière, l'eau ou les éléments minéraux. A partir de plantules de hêtre (Fagus sylvatica) de deux ans plantés en présence d'une végétation herbacée dans les conditions naturelles du Massif Central en France ou en bacs en conditions contrôlées d'alimentation en eau, nous avons testé les hypothèses suivantes : 1- les hêtres soumis à une compétition herbacée modifient leur allocation en C et N vers le système racinaire; 2- la proportion de racines fines est plus élevée en réponse à la compétition herbacée; 3- ces modifications ne suffisent pas toujours pour résister à la compétition exercée par certaines graminées qui développent un système racinaire particulièrement efficace pour capturer les ressources du sol.

The diminution of the exploitation intensity of grasslands in the Massif Central leads to a progressive colonisation by woody species like Scots pine of the less exploited ones. Two questions are targeted in the study : 1- What is the impact of the herbaceous species on the availability of above- and below-ground resources? 2- What are the responses of the pine and the consequences for colonisation speed?; La sous-exploitation des surfaces prairiales, liée à une augmentation de la surface agricole utile, conduit à la colonisation progressive des zones les moins exploitées par des espèces ligneuses. Dans le Massif Central, le pin sylvestre est très abondamment rencontré dans les milieux ouverts en cours d'abandon et les boisements de pin constituent un stade intermédiaire vers la hêtraie climacique. L'étude menée tente de répondre à deux principales questions : 1- Quel est l'impact des herbacées (via les traits) sur la disponibilité des ressources aériennes et souterraines ? 2- Quelles sont les réponses du pin et les conséquences sur la vitesse de colonisation de la prairie ?

Grazing abandonment in the French Massif Central has led to a natural afforestation of pastures, first by pioneer trees like Scots pine and birch and after by beech (Fagus sylvatica L.), which has higher economic and ecological values. Consequently a better understanding of growth requirements of this species in such conditions of woody colonisation can be of a valuable help for land managers and particularly the effects of the competition of the surrounding vegetation for water and light.We introduced 3 years-old beech trees at two stages of the woody colonisation: 1) in a recent abandoned pasture (one-half being weeded) and 2i) in 25 years-old natural Scots pine stands more or less thinned to get different vegetation types.During the whole growth season, we measured diameter and height growths of seedlings and vegetation respectively; light availability by hemispherical photographs and ceptometer under tree and herbaceous vegetation respectively; soil water content by TDR probe and water status of beech seedlings and vegetation by leaf water potential and stomatal conductance.Data show a relation between beech seedlings growth and resources availability as a function of the surrounding vegetation. Its development is also compared with that of Scots pine in order to understand why the establishment of beech is slower than that of pine, the pioneer species. We finally discuss the best way to manage the vegetation to favour and possibly to accelerate beech installation.; L'abandon du pâturage animal dans le Massif Central (France) a conduit à une colonisation des anciennes prairies par des espèces ligneuses pionnières telles que le pin sylvestre ou le Bouleau, puis, sous ces peuplements, par le hêtre (Fagus sylvatica L.), qui a un meilleur potentiel économique et écologique. C'est pourquoi il est important de mieux comprendre les besoins de cette espèce, notamment dans ces conditions de colonisation ligneuse d'anciennes prairies et en particulier les effets de la compétition pour l'eau et la lumière avec la végétation.Nous avons planté des hêtres de 3 ans à deux stades de la colonisation : 1) dans une prairie récemment abandonnée, la moitié étant désherbée et 2) dans des peuplements de pins sylvestres de 25 ans, plus ou moins éclaircies pour obtenir différents types de végétation du sous-bois.Durant la saison de végétation, nous avons mesuré la hauteur et le diamètre des hêtres, la hauteur de la végétation environnante, la disponibilité en lumière par des photographies hémisphériques sous les pins et un ceptomètre dans la végétation, le contenu en eau du sol à l'aide d'une sonde TDR et le statut hydrique des arbres et de la végétation par leur potentiel hydrique foliaire et de xylème et leur conductance stomatique.Les résultats montrent que la croissance des hêtres est essentiellement pilotée par la disponibilité en eau et en lumière, ressources partagées avec la végétation les entourant. Nous discuterons de la meilleure façon de gérer cette végétation pour améliorer l'installation et la croissance des hêtres.