Les lisières forestières constituent un enjeu pour la gestion des territoires, par la biodiversité qu’elles abritent, les processus écologiques qu’elles régulent et les services environnementaux qu’elles rendent à l’agriculture et à la foresterie. C’est pourquoi il est nécessaire de connaitre et quantifier précisément leurs influences sur la végétation pour proposer des mesures de gestion adaptées à la variabilité des situations de lisière. En référence aux hypothèses de la littérature, ce travail vise à comprendre comment varie la répartition des communautés végétales forestières en réponse à la diversité des types de lisières, dans un paysage agriforestier. Les espèces vasculaires de la strate basse de la végétation forestière ont été recensées le long de 28 transects, représentatifs de sept types de lisières des coteaux de Gascogne. Ces transects, perpendiculaires à la bordure et dirigés vers l’intérieur du bois, comportent 20 quadrats contigus de 2 m × 2 m. J’ai cherché à mesurer la profondeur d’influence des effets de lisières sur la végétation par la méthode de régression à deux phases. Face à l’hétérogénéité observée, j’ai caractérisé les patrons de distribution des communautés végétales par cinq modèles continus pour les comparer. Les lisières structurent la répartition des communautés végétales suivant un gradient, de la bordure vers l’intérieur du bois, mais les patrons sont plus variables qu’attendus et remettent en cause la généricité du modèle théorique à deux phases largement admis dans la littérature. Néanmoins, un patron de distribution de la végétation commun à l’ensemble des lisières a été identifié au moyen de la méthode STATIS d’analyse à k-tableaux. L’analyse des effets de lisière sur un sous-échantillon d’espèces a été affinée par la prise en compte des caractéristiques biologiques et écologiques des espèces d’une part, et des variables environnementales, à différentes échelles spatio-temporelles d’autre part. Les traits biologiques et écologiques des espèces répondent davantage à l’âge et l’histoire des lisières qu’à la distance à la bordure. La hiérarchie des facteurs environnementaux, paysagers et historiques confirment le rôle prépondérant de la qualité locale de l’habitat dans la structure des communautés. La variabilité temporelle des effets de lisière a été abordée par un suivi horaire des variations microclimatiques au cours d’une année. Les faibles écarts microclimatiques entre la lisière et l’intérieur du bois au cours des saisons suggèrent un rôle faible du microclimat sur la structure des assemblages d’espèces. Enfin, la variabilité spatiale des lisières dans un paysage de large étendue a été évaluée par la mise au point d’une méthode originale afin de caractériser et cartographier la diversité des segments de lisières. Les résultats remettent en cause les modèles théoriques antérieurs et ouvrent des perspectives pour une meilleure compréhension des principes d’organisation des communautés végétales en lisières de forêt. La complexité des patrons de réponse aux effets de lisière justifie de porter une attention plus soutenue à la diversité des lisières dans la perspective de mieux les gérer. / Forest edges are a challenge for land management. They contain high biodiversity, regulate ecological processes and provide environmental services to agriculture and forestry. Therefore, it is necessary to evaluate and quantify precisely edge influence on vegetation to propose management measures adapted to edge diversity. Referring to the literature asusmptions, this paper focuses on understanding the variation in the distribution patterns of forest plant communities in response to contrasted edge types in rural landscape. All vascular plant species of the understorey forest vegetation have been identified along 28 transects, pertaining to seven edge types of “coteaux de Gascogne”. Transects were perpendicular to the forest border and included 20 contiguous quadrats of 2 m × 2 m, towards forest interior. I tried to measure the depth of edge influence on vegetation using the two-phase linear regression method. Facing to high heterogeneity, I characterized the distribution patterns of plant communities by five continuous models for comparison. Edge effect structure the distribution of plant communities along a gradient from the border toward the forest interior. Response patterns to edge influence were more variable than expected and challenge the hypothetical response model pattern widely accepted in the literature. However, a common pattern of vegetation for all transects was identified using the k-tables STATIS method. Analysis of edge effects on a sub-sample of species was refined using on the one hand biological and ecological species traits and environmental variables at different spatio-temporal scales, on the other. The functional response of plant species better suited to the age and history of the edges than the distance from the border. Nevertheless, the hierarchy of environmental, landscape and historical context confirm the role of habitat quality on distribution patterns of forest vegetation. Temporal variability of edge effects has been addressed by monitoring hourly microclimatic variations over one year. The small differences in microclimate between edge and forest interior over seasons suggest a weak role of microclimate on the structure of plant species assemblages. Finally, the spatial variability of edges at the landscape level has been evaluated. An original method, Cartolis, has been developed to characterize and map the diversity of forest edge segments. Our results, calling into question the earlier theoretical models, provide opportunities for a better understanding of plant distribution patterns in forest edges. The complexity of responses obtained warrants to bring more attention to edge diversity for better management and conservation of plant species.

Pour des raisons patrimoniales autant que pour les services qu'elle rend à l'humanité, il apparaît nécessaire de soutenir la diversité des organismes vivants et, pour cela, de connaître leur utilisation des milieux dans les paysages ruraux. En particulier, des travaux récents soutiennent un modèle de colonisation cyclique qui énonce qu'une partie des espèces circulant dans les milieux cultivés en été trouvent un abri propice à l'hivernation dans les milieux semi-naturels. Notre but était ici de mettre au jour les facteurs locaux et paysagers déterminant la répartition spatiale et la structure des assemblages de Carabidae dans un paysage rural des coteaux de Gascogne. Les patrons de répartition des Carabidae, obtenus à deux échelles spatiales différentes, celle du paysage et celle de la parcelle, et à deux moments clés de la vie de ces insectes, la période durant laquelle ils sont actifs (circulants) et la période d'hivernation, ont été interprétés en termes de processus écologiques grâce à la prise en compte des traits biologiques et écologiques des espèces de Carabidae. Les résultats montrent que le type de milieu a un effet structurant majeur sur les assemblages de Carabidae circulants comme hivernants, comparable aux effets des conditions environnementales locales et paysagères réunies. Par ailleurs, les effets de lisière sur les Carabidae circulants, au niveau des interfaces entre les bois et les cultures, sont limités à quelques mètres ou quelques dizaines de mètres. Concernant les Carabidae hivernants, nous avons noté de manière surprenante que leur densité était de deux à six fois plus élevée dans les marges (cultivées) des cultures que dans les milieux semi-naturels. De plus, nous n'avons noté aucun contraste de répartition spatiale entre les Carabidae hivernants et les Carabidae circulants, quels que soient les espèces ou les groupes fonctionnels considérés. Ceci indique donc que les marges des cultures sont des milieux d’hivernation très importants dans le contexte considéré et que si un mouvement de colonisation cyclique existe pour les Carabidae des cultures, il doit se dérouler entre leur zone intérieure et leur marge. L'ensemble de nos résultats soutient l'idée que si l'agencement spatial des milieux seminaturels dans le paysage est important pour promouvoir les populations de Carabidae auxiliaires dans les cultures, la gestion des cultures elles-mêmes, et notamment de leurs marges, est également de première importance. / Supporting biodiversity is an ethical as well as a practical issue since it provides numerous ecosystem services. In that purpose, it is necessary to determine how organisms use the different habitats in rural landscapes. In this view, recent studies suggest that a number of arthropods cyclically colonise cultures, where they feed and reproduce, and semi-natural areas, where they overwinter. We aimed to determine the local and landscape determinants of spatial distribution and structure of ground beetle (Coleoptera: Carabidae) assemblages in a rural landscape of south-western France. We studied spatial distribution patterns of ground beetles at landscape and habitat scales, and at two key periods of their life, that when they are active, and winter. We then considered biological and ecological traits to deduce from these spatial patterns ecological processes affecting ground beetles. Our results show that habitat type has a major effect on species assemblages of active (circulating) as well as overwintering ground beetles, equivalent to that of local conditions and landscape context combined. Edge effects on circulating ground beetles at the woodlot-filed interface were limited to a few meters or a few dozen of meters in both habitats. Amazingly, we found that the density of overwintering ground beetles was two-to six-fold higher in crop margins than in semi-natural habitats. Moreover, we failed to show any difference between the spatial distribution of overwintering ground beetles and circulating ground beetles, whatever the species or functional group considered. Crop margins are thus major overwintering sites in the context studied and cyclic colonisation of ground beetles in crops, if real, may take place between the inner zone and the margins of crops. These results suggest that, in addition to spatial arrangement of semi-natural habitats, crop management, and in particular management of crop margins, is important to promote ground beetles and their beneficial effects on crop protection in agro-forested landscapes.

Qui du phénomène de résistance (RA) ou de susceptibilité (SA) par association est prépondérant en milieu forestier ? En d’autres termes, la défoliation par les insectes herbivores est-elle moins (RA) ou plus (SA) importante sur des arbres hôtes situés en mélange comparés à des monocultures ? A cause des contraintes méthodologiques, les connaissances sur la relation diversité - résistance en forêts matures restent faibles. Pour répondre à cette question, nous avons utilisé le dispositif exploratoire du projet FunDivEUROPE. Sur un réseau de 209 parcelles forestières sélectionnées le long de deux gradients orthogonaux de richesse spécifique (d’une à cinq essences en mélange) et de latitude (de la forêt méditerranéenne à la boréale), nous avons évalué la défoliation des houppiers des arbres. A l’aide d’un échantillon constitué de onze essences différentes, nous avons démontré pour la première fois un patron global de diminution de l’herbivorie (RA) en forêts matures à travers l’Europe. Nous avons également comparé l’herbivorie des insectes dans des placettes constituées de chênes purs ou mélangés à d’autres espèces, placées en lisière ou à l’intérieur de petits bois présents dans les vallées et coteaux de Gascogne. Nous avons observé moins de dégâts foliaires sur les chênes entourés par des voisins hétérospécifiques, et nous avons montré que la magnitude de cette résistance (RA) était plus importante en lisière qu’à l’intérieur des bois. Enfin, nous avons testé cette hypothèse de RA sur une espèce d’herbivore invasif en Italie, le cynips du châtaignier. Basée sur la même approche méthodologique, notre étude a montré de plus faibles dégâts de galles sur les châtaigniers lorsque la richesse spécifique de la parcelle était élevée. Notre travail fournit donc de nouvelles preuves supportant l’hypothèse de RA à travers trois contributions originales : i) la RA existe en forêt mature, ii) quelle que soit l’espèce d’herbivore, iii) y compris sur des espèces exotiques. Ces résultats devraient avoir d’importantes implications pour la gestion des insectes herbivores en forêt puisque le maintien et l’amélioration de la diversité des essences représentent un outil prometteur pour prévenir les dégâts d’insectes. / Whether increasing forest diversity should result in less insect damage (Associational Resistance, AR) or more damage (Associational Susceptibility, AS) is still debated. Moreover little is known about the diversity - resistance relationships in mature forests due to methodological constraints. To answer this question we used the FundivEUROPE exploratory platform. In this network of 209 mature forest plots sampled along two orthogonal gradients of tree species richness (from one to five species mixtures) and latitude (from the Mediterranean to the boreal forest biomes), we assessed insect defoliation in tree crown. Focusing on eleven broadleaved species, we could for the first time demonstrate a global pattern of reduced defoliation (AR) in mature forests across Europe. We replicated the comparison of insect herbivory in pure vs. mixed plots of oak trees, at the edge or within forest patches of the valleys and hills of Gascony. Here we found significantly less damage on oaks surrounded by heterospecific neighbors, and showed that the magnitude of AR was larger at forest edge than in forest interiors. Last we tested the AR hypothesis with an invasive alien species, the Asian chestnut gall wasp, in Italy. Based on the same methodological approach, our study showed lower gall damage on chestnuts when tree species richness was higher in mixed mature stands. Our work therefore provide new evidences to support the AR hypothesis with three original contributions: i) AR does apply to mature forests, ii) irrespective of the identity of insect herbivores, iii) including exotic species. These findings may have important implications for pest management in forest since the maintenance or improvement of tree species diversity represent a promising tool to prevent insect damage.