Les prairies permanentes peuvent fournir une grande diversité de services écosystémiques. Elles se trouvent dans des conditions contrastées en termes de gestion et de climat en Europe. Cette diversité de conditions induit une grande variété de types de prairies différant par leur végétation et leur fourniture en services écosystémiques. Certains travaux suggèrent que le fonctionnement des écosystèmes prairiaux peut être directement relié à des critères de diversité fonctionnelle végétale. Ces critères, qui pourraient être utilisés pour évaluer les services écosystémiques, sont influencés par la gestion et le climat. L'objectif de ce doctorat est d'évaluer les effets de la gestion et du climat sur la diversité fonctionnelle végétale liée à des services écosystémiques des prairies permanentes. La première étape a consisté à sélectionner 29 critères de diversité fonctionnelles liés à 8 services écosystémiques (quantité de fourrage, qualité du fourrage, stabilité de la production de fourrage, conservation de la biodiversité, pollinisation, la séquestration du carbone, résistance à la sécheresse et fertilité azotée). Cette sélection a été faite à partir d'interviews d'experts et d'une revue de la littérature. La deuxième étape a consisté à évaluer différentes inexactitudes dans le calcul des 29 critères de diversité fonctionnelle à partir de bases de traits fonctionnels et différents jeux de relevés botaniques. La troisième étape a consisté à évaluer les critères de diversité fonctionnelle à partir des données de gestion et de climat, en utilisant notamment la technique mathématique des forêts de Breiman. Les résultats montrent que les variables climatiques ont généralement plus d'effet sur la diversité fonctionnelle que celles de gestion. En outre, pour certaines conditions climatiques, la gestion n'affecte pas certains critères de diversité fonctionnelle. Parmi les 29 critères de diversité fonctionnelle, seulement 8 critères avaient plus de 40% de leur variance expliquée par la gestion et le climat / Permanent grasslands can provide a large diversity of ecosystem services. They are found in contrasted conditions in terms of management and climate in Europe. These conditions induce a wide variety of grassland types that differ in their vegetation and are expected to differ with respect to the provision of ecosystem services. Because ecosystem functioning in grassland has been shown to be linked to plant functional diversity criteria, we put forward that these functional diversity criteria can be used to evaluate the provision of ecosystem services. These criteria are influenced by the management and the climate. The overall objective of this PhD program is to assess the effects of management and climate on the plant functional diversity related to ecosystem services of permanent grasslands. The first step of the PhD program was to select 29 functional diversity criteria related to 8 ecosystem services (quantity of forage, forage quality, stability of the forage production, biodiversity conservation, pollination carbon sequestration, dryness resistance and nitrogen fertility). This selection was made using experts' interview and literature survey. The second step was to evaluate inaccuracies in the calculation of the 29 functional diversity criteria from functional trait databases and different sets of botanical surveys. The third step was to estimate the functional diversity criteria from management and climate data using "Random Forests" methodology. The results show that the climatic variables had generally more effect on the functional diversity than the management ones. Furthermore, for some climatic conditions, the management does not affect some functional diversity criteria. Among the 29 functional diversity criteria, only 8 have more than 40 % of their variance explained by the management and climate variables

Les écosystèmes prairiaux sont soumis à une pression anthropique, essentiellement liée à la gestion agricole, qui permet de maintenir ces milieux ouverts. Cependant, lorsque cette pression s’avère trop importante, elle peut conduire à une diminution de la diversité de la communauté végétale et, en outre, de toutes les communautés qui en dépendent (de consommateurs primaires et secondaire notamment). La biodiversité jouant un rôle reconnu pour la réalisation de diverses fonctions et services écosystémiques dont les sociétés humaines tirent profit chaque jour, les pressions anthropiques fortes peuvent altérer le maintien de ces services.Afin d’obtenir des informations complémentaires sur la réponse des communautés végétales aux différents facteurs anthropiques, il est nécessaire d’intégrer la complexité de la notion de diversité, et notamment inclure les facettes taxonomiques, phylogénétiques et fonctionnelles. Par ailleurs, l’échelle spatiale doit être considérée, en comparant les composantes alpha (intra-site) et beta (inter-sites) de la diversité gamma d’une parcelle ou d’une région.Dans ce projet, une attention particulière a été portée sur la complémentarité de ces approches de la diversité afin de rendre compte de la réponse des communautés végétales du massif jurassien aux modes de gestion agricoles pratiqués dans cette région. La production de différentes AOP fromagères, dont le Comté, offre un cadre original puisque l’existence d’une telle production implique des restrictions concernant la conduite agricole des surfaces prairiales aux exploitants. Nous avons étudié la végétation de 48 parcelles du massif jurassien réparties selon un gradient altitudinal (Premier plateau, Deuxième plateau, Haute-Chaîne) par le biais d’un protocole multi-échelle original pour des surfaces équivalentes à 0,01, 1, 10 et 1000 m². Sur ces mêmes parcelles, les pratiques agricoles ont été renseignées grâce à des enquêtes réalisées auprès des exploitants ; les conditions édaphiques ont elles aussi été étudiées grâce à des sondages de profondeur du sol et des analyses physico-chimiques réalisées sur des prélèvements dans l’horizon de surface.[...]En comparant la composition floristique de 150 relevés réalisés dans les années 1990 avec de nouvelles prospections réalisées en 2012 sur les mêmes surfaces, d’importants changements de la composition floristique sont apparus pour chacune des prairies. La tendance générale pour l’ensemble des parcelles suggère que les communautés actuelles sont davantage adaptées aux défoliations fréquentes et/ou intenses, présentent despréférences écologiques pour les milieux riches en substances nutritives et valeur pastorale plus élevée. La diversité phylogénétique s’avère également différente entre les deux sessions (ce qui n’est pas le cas de la diversité taxonomique de Simpson) et témoigne ainsi d’une réduction de la diversité des lignées avec le temps.[...]L’accumulation de phosphore dans les sols prairiaux, associée aux apports croissants d’azote apportés notamment par les engrais minéraux de synthèse, sont parmi les causes potentielles de ces changements. Bien qu’aucune diminution significative de la diversité taxonomique n’ait été enregistrée dans nos travaux, les changements de composition fonctionnelle déjà observés pourraient à l’avenir aboutir à une érosion de la diversité.[...] / Grassland ecosystems are submitted to human pressure, especially due to agricultural management, preventing their natural succession toward the forest. However, when this pressure become too important, it could lead to a decrease of the diversity of plant communities (especially primary and secondary consumers) and of all communities that depend on them. As biodiversity is recognized to play an important role in the realization of ecosystem functions and services that benefit to human societies every day, important anthropic pressures could alter the maintaining of these services.In order to provide complementary information on the response of plant communities to anthropogenic factors, it is necessary to take into account the complexity of biodiversity, especially by including the various taxonomic, phylogenetic and functional facets of diversity. In addition, the spatial scale has to be taken into account, by comparing alpha (intra-site), beta (inter-site) components of the gamma diversity of a given parcel or region:.In this project, we especially focused on the complementarity of these approaches to diversity in order to assess the response of plant communities of the French Jura Mountains to agricultural practices used in this area. The production of PDO cheese, and especially the Comté cheese, offers an original framework for such investigations as the existence of this production is associated to strict regulations imposed to farmers for the management of their grassland systems. We studied the vegetation of 48 grasslands, split according to an altitudinal gradient (First Plateau, Second Plateau, High Range) by using an original multi-scale sampling design with plot sizes of 0.01, 1, 10 and 1000 m². The agricultural practices used on these 48 parcels have also been recorded by submitting questionnaires to farmers. In addition, we collected data on soil conditions in each parcel, including soil depth and physico-chemical analyses performed on 0 – 10 cm superficial soil samples.[...]The comparison of the species composition of 150 phytosociological relevés recorded in the 1990’s and repeated in 2012 reveals important changes in the floristic composition of grasslands. The general trend observed for the overall set of relevé suggests that contemporary communities are more adapted to frequent and/or intense defoliations, have a higher pastoral value and indicate a higher level of nutrient content in the soil. We also record differences in phylogenetic diversity values between the two sessions of relevés (while the taxonomic diversity of Simpson do not change) and so show that a loss of phylogenetic lineages among time.[...]The accumulation of phosphorous in the soil, associated to increasing nitrogen supply, especially in the form of inorganic fertilizers, can partly explain this trend. Even though we do not record any significant reduction of taxonomic diversity, the functional changes already observed suggest that the diversity could potentially decrease in the future.[...]