Dispersal and persistance of biodiversity within the forest frame

Establishing a functional forest network allowing species dispersal and migration requires identifying which species have limited dispersal abilities and which landscape configurations are deleterious. The Distrafor project studied the influence of forest connectivity on ground flora, saproxylic and carabid beetles and soil fauna, accounting for variations in habitat quality. Existing data and data gathered for this project (including forest mapping from ancient maps) were used to compare species assemblages in ancient and recent forests. The results showed that almost half plant species react to the age of the forest, partly because of differences in soil type. The proportion of plant species really limited by dispersal is likely to be lower, but complementary analyses are needed. Those species responded to an increase in forest cover in particular in deforested areas, such as intensively farmed and urban areas. The positive effect is much more marked when recent forest enlarge an ancient one. Naturalized plants do not seem to be particularly positively advantaged by connectivity. In farmed areas, the species composition of saproxylic and carabid beetles differed between recent and ancient patches but were related neither to the quality of forest patches, nor to their connectivity. A lower diversity was even observed in the most forested areas. Some beetle species seem to compensate for an increased forest fragmentation by higher dispersal abilities. On the same sites, soil macrofauna was influenced by these factors, but the response depended on the taxa and the region considered. These results show that connectivity should be restored primarily in the most deforested areas. In parallel, the most fragile forest habitats need to be preserved or restored, as biodiversity seems more often limited by the habitat quality than by its connectivity.; L’établissement d’un trame forestière permettant aux espèces de se déplacer et de migrer au sein des paysages suppose de connaître les espèces qui se dispersent mal et les configurations paysagères délétères. Le projet Distrafor a comparé les communautés de trois groupes taxonomiques dans des forêts anciennes et des forêts récentes, situées dans des contextes paysagers variés pour évaluer la capacité des espèces à coloniser les forêts récentes à partir des forêts anciennes voisines. Un premier volet du projet a étudié la réponse de la flore vasculaire forestière dans la moitié nord de la France (données floristiques IFN et CBNBP), en prenant en compte le sol et le peuplement forerstier pour les données IFN, données qui manquaient pour les données du CBNBP. Un deuxième volet a exploré la réponse des coléoptères saproxyliques et de la faune du sol à l’ancienneté des boisements et à l’organisation du paysage, dans deux zones géographiques contrastées mais partageant des caractéristiques similaires en termes de couverture et de fragmentation forestières (régions Centre et Midi-Pyrénées). Une approche morphologique a également été menée sur un échantillon d’espèces de coléoptères saproxyliques. Un troisième et dernier volet a étudié si la recolonisation d’une forêt récente par la flore dépendait du fait que la forêt récente était en contact ou non avec un boisement ancien (en contrôlant la distance à la lisière ancienne), en suivant le même protocole répliqué dans le Centre et en Lorraine. Pour ces deux derniers volets, nous avons cherché à limiter la variabilité stationnelle et des peuplements (y compris bois mort pour le volet 2). L’analyse des cartes de forêt ancienne des régions Nord-Pas-de-Calais et Lorraine et du coeur du Bassin parisien a montré un accroissement forestier depuis 1830 de 20%, très variable selon les régions, et une proportion élevée de forêts anciennes dans nos forêts actuelles (70%). Les forêts récentes sont généralement situées sur des sols plus riches, en lien avec leur passé agricole. Pour près d’une plante sur deux, la fréquence diffère entre forêts anciennes et forêts récentes et selon la surface forestière dans le paysage. Comme les forêts récentes se situent surtout en marge des forêts anciennes, la fréquence de ces plantes varie du coeur vers la périphérie des forêts : les espèces de forêt ancienne sont aussi celles plus fréquentes au coeur des forêts, et inversement les espèces de forêt récente sont des espèces de périphérie. La colonisation d’un boisement récent dépend de la distance à la forêt ancienne, et elle est nettement supérieure si le bois récent est en contact direct avec une forêt ancienne. L’effet de la surface forestière dans le paysage, une des mesures de la connectivité forestière, est équivoque : il y a autant de plantes dont la fréquence augmente ou diminue avec la proportion de forêt dans le paysage. Ces espèces répondent généralement de manière non linéaire à la surface forestière dans le paysage. L’urbanisation joue un rôle dans la colonisation de la forêt récente mais il y a autant de plantes favorisées que défavorisées. Une majorité de plantes naturalisées sont avantagées par l’artificialisation des sols autour des taches forestières, mais peu par la connectivité forestière. L’importance relative de la limitation par la dispersion ou par le recrutement semble dépendre des conditions de sol : sur sols acides, la distribution des plantes serait plus limitée par la nature des sols que par la connectivité, tandis que l’inverse prévaudrait sur sols plus riches. La diversité et l’abondance globale des coléoptères saproxyliques et les coléoptères carabiques ne manifestent de réponse significative à aucun des facteurs étudiés (qualité de l’habitat, ancienneté, connectivité) mais la composition en espèces varie en fonction de l’ancienneté. Cela vaut également pour un groupe de petites espèces aptères vivant dans la litière. A l’échelle spécifique, certains de ces facteurs semblent jouer un rôle. Une explication au manque de réponse serait que la fragmentation favorise les individus plus dispersifs, ce qui compense les effets délétères de l’isolement. C’est le cas pour trois coléoptères saproxyliques qui présentent (au moins pour un sexe) une charge alaire plus faible dans les boisements récents. Mais d’autres espèces ne montrent pas ce patron, et certaines semblent même moins dispersives dans les forêts récentes. Parmi les facteurs étudiés, l’acidité du sol influence clairement la diversité et l’abondance des vers de terre, des gastéropodes, des myriapodes et des isopodes, ainsi que la surface du boisement et son ancienneté. Cependant l’effet de ces facteurs est idiosyncratique et positif ou négatif selon le taxa. Par ailleurs la diversité des assemblages semble généralement appauvrie dans les paysages les plus forestiers, un patron également mis en évidence pour une partie de la flore et des coléoptères. Nos résultats tempèrent donc l’importance de la connectivité forestière pour la biodiversité en général. Néanmoins pour les espèces et les groupes d’espèces aux capacités de dispersion limitées, le maintien voire l’accroissement de la connectivité, y compris dans les zones très agricoles ou urbaines, est important pour leur maintien. Pour accroître la taille des populations, l’accrétion forestière semble une meilleure stratégie que la nucléation mais nous n’avons pas formellement testé l’effet "corridor en pas japonais" de ces petits boisements isolés.