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/ Il y a aujourd'hui un large consensus sociétal autour du déclin global de la biodiversité et de l'insuffisance des réponses apportées pour l'enrayer. Pour convaincre de l'urgence d'agir, il faut (1) quantifier de manière irréfutable l'ampleur de cette érosion, (2) en identifier les causes et (3) développer des scénarios d'évolution de la biodiversité selon différentes hypothèses de changements environnementaux et sociétaux. Le premier point nécessite la mise au point de protocoles robustes et de stratégies d'échantillonnage de la biodiversité ; souvent, il convient de corriger les mesures brutes. Le second point implique d'évaluer la magnitude des effets d'un maximum de pressions, en adoptant la vision la plus large de la biodiversité et différentes échelles de temps et d'espace. Le dernier point fait largement appel à la modélisation intégrant des allers retours entre les modèles et les observations. Ces différents points seront illustrés par des travaux portant sur les communautés animales et végétales forestières dans les forêts gérées métropolitaine. Au-delà de la mise en évidence de facteurs qui influencent la qualité de la mesure de biodiversité, ces travaux révèlent l'insuffisance des dispositifs actuels pour quantifier la dynamique de la biodiversité forestière. L'analyse des pressions exercées par la gestion et la fragmentation forestières ou encore par les populations d'ongulés suggère une forte résistance de la biodiversité ordinaire à ces facteurs. Enfin, une approche de scénarios de biodiversité à l'échelle régionale est évoquée comme piste de recherche.

National audience

Le colloque de Génomique Environnementale (GE) est une manifestation nationale permettant aux chercheurs français et internationaux travaillant sur l’écologie, l’évolution de la biodiversité ou le fonctionnement des écosystèmes d’échanger sur l’utilisation des nouvelles technologies de séquençages (NTS) et des développements récents en bioinformatique. Il s’agit de la quatrième édition du colloque de Génomique Environnementale après Lyon (2011), Rennes (2013) et de Montpellier (2015) organisé sous l'égide du GDR "Génomique Environnementale" (http://gdr3692.wix.com/gdrge) dont les actions sont soutenues par le CNRS, l’INRA et le MNHN. Ce colloque représente une opportunité exceptionnelle pour échanger entre chercheurs/doctorants/post-doctorants et répondre aux défis posés en matière d’environnement, de réchauffement climatique et plus généralement de maîtrise des impacts globaux sur les écosystèmes. Le colloque GE est un lieu d’échanges privilégié permettant un dialogue efficace entre, d’une part, la communauté scientifique et, d’autre part, les acteurs gérant les systèmes d’observation et d’analyse des écosystèmes (zones ateliers, ORE, parcs naturels etc...) ou les demandes sociétales dont les entreprises sont souvent porteuses.

International audience; Meta-data analyses and the model based hypotheses state that global soil C storage is controlled by microbial scale processes of fungal competition for available nitrogen (N). The details of these microbe-dependent feedback mechanisms on N and C dynamics in European soils are largely unknown and contentious. Global trends of increasing atmospheric N deposition and the continuing use of inorganic N fertilizer in both agriculture and forestry mean that the soils vital function as a carbon sink is potentially under threat. We set out to experimentally investigate these hypotheses across a Trans-European gradient of forest soils and provide reliable information on soil microbial responses to nitrogen inputs for predictive climate change models. Changes in nutrient status could result in a chain reaction of interacting microbial mechanisms which in turn could lead to the shifts in underlying ecosystem biogeochemical process rates. Recent meta-analysis has shown that plant fungal symbiont community structure, exerts a greater fundamental control over soil C storage than temperature, precipitation or net primary production. Based on the hypothesis that plant associated fungi effectively scavenge all available organic and inorganic N leaving little N for the growth of the free-living decomposer microbial community and preventing further breakdown of SOM. To investigate these possible effects we have sampled forest soils across a trans European gradient (ALTER-net-MSII network) which have received additional inputs of inorganic nitrogen fertilizer or carbon in the form of sugar, over a three year period. We have studied both nitrogen and carbon dynamics in these systems using a tool box of stable isotopes, high through-put sequencing for microbial community analysis and be-spoke litter bags to tease out the dominant drivers of decomposition. The results and conclusions from these analyses will be presented.

International audience; Availability of aerial and soil resources in oak forests is likely to change in the near future: wood harvest will increase to fulfill biomass demand and atmospheric N deposition is still high. Accordingly, oak seedlings will benefit from a larger availability of both incoming irradiance and soil inorganic N (Ni) amounts. Such changes may also favor graminoids, jeopardizing oak regeneration. Methods Along an in situ light gradient, 60 1-year old oak seedlings were planted. Effects of M. caerulea and N fertilization were tested by hand-weeding and applying 90 kg inorganic N.ha-1. Seedling growth as well as tracking of 15N fate was monitored and seedlings were harvested in autumn 2015 after one growing season. Results Tree growth increases along light gradient. Neither presence of M. caerulea nor N fertilization has any effect on oak growth. Under high irradiance, 15N was preferentially allocated to leaves instead of stem. Eventually, only growth and N allocation were larger in fine roots when no N fertilization was applied or in mixture. Discussion Growth seedlings was positively responsive to light but not to changes in soil inorganic N resources due to presence of M. caerulea and/or N fertilization. Better growth might result from an optimized N allocation toward leaves. Fine roots biomass positively responded to N soil limitation, supporting foraging strategy. Nevertheless, lack of N resource due to biotic competition would promote graminoids uprooting in forest management practice to ensure a high success of regeneration.

International audience; Ecological theories on species occurrence and interactions between them deeply rely on resources availability. Grasses are known for their ability to preempt belowground resources, especially nitrogen to the detriment of tree seedlings. Objective of the study was to determine how combination in contrasted soil inorganic nitrogen x light availability influence plants in terms of growth and resource acquisition in mixed stand of oak seedling (Quercus petraea) and Deschampsia cespitosa during early phase of mixture growth. We designed a greenhouse experiment testing the Deschampsia effect on oak, grown in pots, alone or as a mixture under two levels of crossed resources, nitrogen (fertilized, N+, or unfertilized pots, N-), and light (shaded, L-, or well-lit pots, L+). Our results showed oak endured competition from grass in all resource combinations except in N-/L-. Light environment increased intensity and importance of competition on oak. Unexpectedly Deschampsia was facilitated by oak in N+ pot. A higher root biomass, length, SRL, and lower root diameter confer to Deschampsia better prospection and capitation capacities, allowing it to take 96.6% of a source of 15N labeled inorganic nitrogen up. No root plasticity concordant with the foraging theory was observed. Why was Deschampsia facilitated by oak when nitrogen was not limiting is an intriguing question. One answer, still needing research, is that a better oak growth, and so production of more exudates, fosters Deschampsia growth. As a result, Deschampsia ability to harvest resources is reinforced. Oak seedling responds through driving the few resources it can collect to storage organs, following a conservative strategy.

National audience

National audience

Successive ecological filtering processes including dispersal limitation (species ability to reach an environment), environmental filtering (local abiotic constraints to species settlement) and biotic interactions among plants (competition, facilitation) and across trophic levels act upon regional species pools to form dynamic and transient plant assemblages. Native herbivorous ungulates regularly disperse numerous diaspores (zoochory), create local chemical and physical heterogeneity through small scale soil disturbance (ecosystem engineering) and also selectively consume plants (herbivory), whereby they shape plant assemblages by intervening in the different ecological filtering processes. The ecological processes through which large ungulates locally affect both abiotic and biotic conditions make plant communities more susceptible to invasion by non-resident species (both native colonizers and exotic invaders); I therefore discuss ungulates' role in shaping plant assemblages within the framework of the theory of invasibility proposed by Davis et al. (2000). Here, I specifically highlight how complementary zoochorous processes in a guild of large ungulates affect the composition and spatial distribution patterns of plant assemblages. In this manuscript, I present different results addressing the different filtering effects. For instance, results from a trait-based meta-analysis show how endozoochory, hoof- and hair-epizoochory differentially filter the regional species pool. Interactions among vectors, seeds and plant traits also intervene in the seed dispersal cycle (emigration, transfer and settlement) and seed dispersal effectiveness. I also highlight how closely ungulates may combine seed dispersal with abiotic filtering. My colleagues and I show that herbivorous ungulates, as selective and daily long-distance seed dispersal vectors, play a role in determining the spatial and temporal dynamics of meta-communities. These animals are likely to affect plant responses to global changes such as habitat fragmentation, land use changes and climate warming, and may have contributed to plant migration patterns since the last glaciation. As primary consumers they also occupy an in-between position within the food web and may thus compete for feeding resources with other groups such as insects with potential trophic cascading effects on bird communities. Through the many interactions ungulates are involved in, we have to consider their global role as dynamic actors in ecosystem functioning and potential tools to rehabilitate degraded habitats via seed dispersal and associated engineering effects. / Les processus successifs de filtrage écologique dont le frein à la dispersion (la capacité des plantes à atteindre un environnement), le filtre environnemental (contraintes abiotiques locales à l'installation des plantes), et les interactions biotiques entre plantes (compétition, facilitation) et avec d'autres niveaux trophiques agissent sur le pool régional de plantes pour créer localement des assemblages de plantes dynamiques et transitoires. Les ongulés herbivores autochtones dispersent régulièrement de nombreuses diaspores (zoochorie), créent localement de l'hétérogénéité chimique et physique par des perturbations du sol de faible surface (effets d'ingénierie) et consomment sélectivement les plantes (herbivorie), façonnant ainsi les assemblages de plantes en intervenant à chaque niveau de filtrage écologique. Les processus écologiques par lesquels les grands ongulés affectent localement les conditions abiotiques et biotiques rendent les communautés de plantes plus sujettes à l'invasion par des espèces non résidentes (à la fois colonisatrices autochtones et invasives exotiques) ; je discute ainsi du rôle des ongulés sauvages dans la fluctuation des ressources disponibles pour l'assemblage des communautés végétales dans le cadre de la théorie de l'invasibilité proposée par Davis et al. (2000). En particulier, j'illustre comment les mécanismes complémentaires de dispersion zoochore par une guilde de grands ongulés modulent la composition et les patrons de distribution spatiale des assemblages de plantes. Je présente dans ce manuscrit différents résultats traitant des effets des ongulés sauvages comme filtre écologique. Par exemple, une méta-analyse européenne basée sur les traits des plantes montre comment l'endozoochorie, l'épizoochorie sous les sabots et dans le pelage filtrent différentiellement le pool régional de plantes. Les interactions entre traits des vecteurs, des diaspores et des plantes interviennent dans les trois phases de la dispersion (émigration, transfert et immigration) et l'efficacité de la dispersion. Je mets aussi en évidence comment les ongulés combinent étroitement zoochorie et effets d'ingénierie physique et chimique. Ainsi, mes collègues et moi suggérons que les ongulés herbivores, en tant que vecteurs quotidiens, sélectifs et à longue distance des diaspores peuvent jouer un rôle déterminant dans les dynamiques spatiales et temporelles des méta-communautés. Ces animaux sont susceptibles de moduler la réponse des plantes aux changements globaux contemporains : fragmentation des habitats, changement d'utilisation des terres et réchauffement climatique, et ont probablement contribué aux patrons passés de migration post-glaciaire. En tant que consommateurs primaires, ils occupent une position clé au sein de la chaîne alimentaire et peuvent ainsi concurrencer d'autres groupes, comme l'entomofaune, dans l'accès aux ressources avec de potentiels effets de cascades trophiques sur les communautés d'oiseaux. Au travers des multiples interactions dans lesquelles sont impliqués les ongulés sauvages, nous avons à les considérer plus généralement comme des acteurs dynamiques dans les assemblages de plantes, le fonctionnement des écosystèmes et des agents potentiels de restauration d'habitats dégradés via la zoochorie et les effets associés d'ingénierie.

National audience; The objective is to study the cross effects of: - stand composition (pure oak, pure pine, mixed pine-oak) and - stand density (number of trees/ha) combined with - presence of wild ungulates (roe deer, wild boar, red deer), on the ecosystem functioning such as tree productivity, resource use and allocation (including water and nutrients), biodiversity and understory vegetation dynamics including regeneration.

/ Le but de cette étude est d'évaluer l'influence respective de l'exploitation forestière, de la structure et du paysage sur les communautés de chiroptères et d'oiseaux en forêt exploitée et non exploitée en France. Nos résultats montrent que la richesse totale de l'avifaune et des chiroptères, la richesse des oiseaux forestiers et des chiroptères de lisière augmente faiblement avec le volume total de bois mort. La richesse des oiseaux généralistes, des omnivores et des cavicoles est légèrement plus élevée dans les forêts non exploitées. Les chiroptères glaneurs sont positivement influencés par la densité de bois mort debout. Par contre, les variables paysagères retenues n'ont que peu d'influence sur la biodiversité. Malgré des effets assez faibles, notre étude confirme l'intérêt du bois mort pour la diversité de ces groupes.

/ Le réseau des réserves forestières (naturelles et biologiques) constitue un formidable support d'étude de la dynamique et de la biodiversité forestière. Néanmoins, et jusque récemment, seuls quelques sites avaient fait l'objet d'une évaluation précise du bois mort, dont l'importance pour la survie de nombreuses espèces forestières n'est plus à démontrer. Dans ce contexte et à la demande des gestionnaires, un protocole de suivi dendrométrique destiné aux réserves forestières (PSDRF) a été élaboré en 2005, sous la conduite de l'ENGREF. Par le biais de placettes permanentes, sa mise en oe½uvre permet non seulement de décrire les peuplements forestiers échantillonnés mais aussi d'approfondir les connaissances sur la dynamique de ces peuplements dans le temps et l'espace. Coordonné depuis 2008 dans le cadre d'un partenariat entre l'ONF et RNF, ce protocole a, à ce jour, été appliqué sur plus de 80 réserves, soit plus de 7000 placettes relevées sur près de 40 000 ha et couvrant ainsi la majorité des grands types d'habitats forestiers français. En moyenne, on observe que les réserves contiennent un volume de bois mort non négligeable (moyenne : 37,1 m3/ha, variant de 5 à 150 m3/ha). A quelques exceptions près, les réserves intégrales contiennent plus de bois mort que les réserves qui font l'objet d'une exploitation.

/ Trois études menées depuis 2007 dans deux forêts domaniales (Montargis et Orléans) ont mis en évidence les rôles multiples, difficilement dissociables, joués par les routes forestières sur la biodiversité floristique : elles hébergent une flore de milieu ouvert, sont favorables à une grande partie de la flore forestière mais défavorables à certaines forestières. Elles hébergent à la fois des espèces patrimoniales et des exotiques, dont certaines potentiellement invasives. Nous insistons particulièrement sur deux points préoccupants : (a) l'interaction entre pratiques de gestion et effet de la route et (b) l'importance du type de matériau employé pour stabiliser la route. La phase la plus critique d'introduction d'espèces en forêt est la phase de régénération du peuplement : les cloisonnements d'exploitation créés à cette occasion accentuent la portée de l'effet route en facilitant l'introduction d'espèces non forestières au coe½ur des parcelles. Par ailleurs, l'apport de matériaux calcaires pour stabiliser les routes dans un contexte de sols acides augmente le pH du sol, créant durablement un nouvel habitat au détriment de ceux préexistants. Les espèces acidiphiles de tonsures sont chassées des bords de routes et les forestières acidiphiles sont repoussées vers l'intérieur du peuplement. Dans un contexte d'accroissement des prélèvements de bois, nous conseillons aux gestionnaires de réduire la densité des routes forestières et des cloisonnements à des niveaux à la fois propices au maintien de la biodiversité végétale et compatibles avec l'exploitation forestière, et recommandons vivement d'employer des matériaux de stabilisation les plus neutres possibles vis-à-vis du pH des sols environnants.

/ Une sylviculture intensive peut simplifier la structure, la composition et la dynamique forestière, notamment en occultant les vieux peuplements et en réduisant la densité de bois mort et de dendro-microhabitats. Dans ce contexte, soustraire des zones forestières à l'exploitation peut préserver la biodiversité associée. Néanmoins, ces zones représentent un manque à gagner conséquent pour le gestionnaire forestier. Afin de concilier des objectifs de production et de conservation de la biodiversité, des structures de protection temporaires, appelées îlots de vieillissement, ont été proposées et récemment mises en place dans les forêts publiques françaises (Instruction ONF « Biodiversité » 2009). Ces peuplements bénéficient d'un cycle sylvicole prolongé, mais sont exploités avant leur effondrement. L'efficacité de cette mesure pour la biodiversité est controversée. L'objectif de cette étude est d'analyser (i) l'effet de l'extension du cycle sylvicole sur les caractéristiques structurelles de chênaies matures et (ii) l'impact de ces éventuelles modifications sur les assemblages de coléoptères du bois mort (i.e. saproxyliques). En allongeant le cycle de futaie régulière de la chênaie atlantique d'une durée de 2 aménagements (50 ans), les arbres matures grossiront en moyenne en diamètre de 70 à 80 cm (DBH) d'après le taux d'accroissement annuel. La proportion d'arbres de diamètre supérieur à 80cm a été choisie pour traduire l'effet dendrométrique d'un allongement du cycle de 50 ans. Dans 11 massifs du nord de la France, nous avons sélectionné 27 futaies régulières de chêne avec des densités croissantes (0 à 100%) de très gros arbres (DBH > 80cm). La diversité des coléoptères saproxyliques et les caractéristiques environnementales (bois mort, densité et diversité des dendro-microhabitats et ouverture du milieu) de 81 placettes de 1ha ont été mesurées. Nos résultats démontrent qu'une telle extension du cycle sylvicole n'affecte significativement ni les conditions d'habitat, ni la biodiversité des insectes saproxyliques.