La survie des, populations humaines est directement reliée à la préservation de leur environnement, principalement par le maintien des services écosystémiques. Cependant, depuis les débuts de l'industrialisation, plusieurs actions anthropiques ont fortement modifié les écosystèmes et les services écosystémiques en découlant, sur une échelle temporelle relativement courte. Cette situation est d'autant plus préoccupante pour les milieux arides dédiés au pastoralisme. Un surpâturage des terres de parcours combiné à des précipitations faibles et erratiques menacent la pérennité de la végétation et la sécurité alimentaire des populations locales qui dépendent de ces milieux pour leur survie. Pour ces raisons, il est primordial d'acquérir des connaissances sur le fonctionnement écologique des milieux arides et de s'attarder à leur devenir. Au cours de mon projet de doctorat, je me suis penché sur les relations entre les conditions environnementales et l'écologie fonctionnelle des communautés de plantes et de fourmis des steppes de l'Oriental marocain. Dans un premier temps, je me suis intéressé au changement dans la composition fonctionnelle de la végétation en fonction de l'aridité et du pâturage. Une approche fonctionnelle permet de suggérer des mécanismes explicites de l'assemblage des communautés en plus de pouvoir être utilisée peu importe les espèces et le type de milieu considérés. Les résultats ont mis en évidence trois groupes de traits fonctionnels qui rappellent la théorie C-S-R de Grime. La végétation a montré une stratégie d'évitement du pâturage plutôt qu'une réponse de résistance au pâturage en favorisant les espèces annuelles à croissance rapide, de petite taille et avec des graines de faible masse. L'aridité a sélectionné une végétation composée d'espèces ligneuses avec des feuilles succulentes et une teneur élevée en carbone isotopique 13. Malgré l'existence de corrélations significatives entre les traits fonctionnels et l'environnement, la force de ces corrélations était relativement faible. Le gradient d'aridité et le temps de mise en défens des exclos considérés n'étaient probablement pas suffisamment contrastés afin d'observer un filtrage environnemental net. Dans un deuxième temps, j'ai utilisé un modèle statistique novateur (MaxEnt) pour prédire les abondances relatives des espèces des communautés de plantes actuelles dans un contexte de changements climatiques. On prévoit une augmentation de l'aridité dans l'Oriental marocain pour la période 2080-2099. Le modèle MaxEnt s'appuie sur un principe clé de l'écologie fonctionnelle, soit le filtrage environnemental par les traits, et sur des outils empruntés à la mécanique statistique et à la théorie de l'information pour faire de telles prédictions. Les résultats ont montré que les prédictions d'abondances relatives des communautés actuelles sont plus précises lorsque les traits agrégés observés sont utilisés. Pour la période 2080-2099, le modèle MaxEnt suggère que les communautés passeront d'une dominance d'espèces annuelles à des espèces ligneuses tolérantes au stress. Ceci suggère un processus de désertification. Les prochaines études devront se pencher sur la définition du pool d'espèces et sur l'évolution des activités pastorales. Finalement, j'ai intégré les traits fonctionnels de fourmis à l'étude des communautés de plantes afin de suggérer une approche multitrophique à l'assemblage des communautés. Les résultats ont montré que la végétation a un effet direct sur la structure des communautés de fourmis et que l'environnement a un effet indirect sur ces mêmes communautés via la végétation. Ce modèle était supporté autant par les données de composition taxonomique que par les données de composition fonctionnelle des plantes et des fourmis. Ceci constitue un développement pour l'écologie des communautés, car ce type d'approche fonctionnelle est encore peu utilisé en écologie animale. Le développement d'un cadre conceptuel similaire à celui de la théorie C-S-R de Grime pourrait être très utile pour mieux comprendre les mécanismes d'assemblage des communautés animales.

L'hétérogénéité à différentes échelles constitue actuellement une problématique majeure pour la compréhension du fonctionnement des écosystèmes. Ce travail s'intéresse au caractère hétérogène du pâturage et aux mécanismes responsables de la formation de mosaïques végétales ainsi qu'aux conséquences sur les patrons d'hétérogénéité de certains paramètres fonctionnels du sol. Les prairies communales du Marais Poitevin représentent le modèle biologique de cette étude. Le pâturage collectif et mixte (bovin et équin) est pratiqué de façon traditionnelle depuis le Xième siècle sur ce milieu, où trois communautés végétales coexistent le long d'un gradient d'inondation et de salinité. Le pâturage sélectif par les herbivores, bovins et équins, intervient à deux échelles : (1) à l'échelle des trois communautés par l'utilisation préférentielle de certaines d'entre elles, les préférences étant ou non communes aux deux herbivores ; (2) à l'échelle intra-communauté par une utilisation différentielle de la végétation au sein de chaque communauté. Ce pâturage sélectif conduit à la formation de patchs de végétation, notamment des zones de gazons et des zones d'herbe haute. Ces dernières, dans le cas du pâturage équin ou mixte, correspondent aux zones de dépôt de fèces des chevaux (ou zones de latrines). Le nombre, la nature et la surface des patchs est dépendante du régime de pâturage en terme d'espèces d'herbivores (bovins, équins ou mixte) et de chargement en bovins. Ce sont les régimes de pâturage équin et mixte qui créent le plus d'hétérogénéité. Chaque patch de végétation est caractérisé par une structure (hauteur, couvert de sol nu), une composition floristique et une diversité particulière. Avec la présence d'équins seuls, les patchs les moins diversifiés sont les zones de dépôts de fèces, dominées par les pérennes Elymus repens ou Agrostis stolonifera selon la communauté. En pâturage mixte, le développement de ces deux espèces est limité par les bovins qui pâturent les zones de latrines, les deux espères d'herbivores présentant alors des effets compensatoires. Sur les zones de gazons, les deux herbivores ont des effets additifs. A l'échelle des parcelles, ce sont les régimes de pâturage les plus créateurs d'hétérogénéité qui conduisent à la diversité la plus élevée. Aux mosaïques végétales créées par les herbivores, correspond une hétérogénéité fonctionnelle analysée pour plusieurs paramètres : biomasse aérienne, épaisseur du mat racinaire, matière organique du sol, stocks d'azote organique et minéral du sol. C'est le sol de pentes intermédiaires, où se développe une communauté sub-halophile, qui présente le plus de variabilité des paramètres fonctionnels : les variations d'intensité de pâturage conduisent à des différences importantes de stocks d'azote minéral et de conductivité électrique. La formation des patchs de végétation de la communauté sub-halophile est, pour partie, dépendante de l'action des différentes composantes du pâturage que sont la défoliation, le piétinement, la création de sol nu dont les effets respectifs ont été testés expérimentalement. La réponse de la végétation montre des composition floristiques variées qui sont parfois semblables à celles observées en condition de pâturage. Certains de ces patchs sub-halophiles ont été soustraits temporairement aux herbivores et présentent des dynamiques de réversibilité contrastées. Le maintien de la diversité floristique associée à la présence de ces patchs, semble grandement dépendant de la permanence du pâturage.

La modélisation dans le domaine de l'agro-écologie est importante car elle permet de mieux comprendre les interactions entre l'environnement et les activités humaines. Des travaux basés sur la simulation ont été développés depuis des années. Cependant, non seulement ces outils restent difficiles à utiliser par les utilisateurs non experts, mais aussi le coût des modèles rend leur utilisation difficile à case de la complexité élevée en cas d'application réelle. Nous proposons une approche qui consiste à représenter le système étudié dans un formalisme de système à événements discrets qui est bien adapté quand la dynamique du système est liée à des interactions entre les entités concernés. Ceci permet de profiter l'efficacité du model-checking pour étudier le comportement du système modélisé et d'utiliser la synthèse de contrôleur pour générer automatiquement des stratégies optimales. Nous présentons deux contributions dans cette thèse. La première contribution concerne le projet EcoMata. Cette modélisation qualitative en automates temporisés pour un réseau trophique marin de type proie-prédateur permet d'analyser l'écosystème à l'aide de model-checking sans avoir à faire des simulations. Des scénarios de requête prédéfinis ont été développés dans un langage naturel pour que les utilisateurs non expert puissent faire des requêtes sur les réseaux trophiques sans avoir des connaissances sur la langage TCTL. Nous avons amélioré la génération automatique d'automates temporisés à partir d'une description des équation Lotka-Votera. Nous avons aussi proposé une approche de synthèse de contrôleur pour générer automatiquement des stratégies optimales de gestion de pêche. Le prototype logiciel EcoMata implémente l'ensemble des propositions incluant la recherche de stratégies optimales. Dans la seconde contribution, nous proposons une modélisation hybride en automates temporisés d'une exploitation de pâturage. Cette modélisation hybride combine un modèle numérique de la croissance d'herbe et un modèle qualitatif des activités de pâturage. Une structure hiérarchique organise les modèles dans quatre couches: la couche biologique, la couche activité, la couche décisionnelle et la couche d'horloge. Nous proposons quatre méthodes pour générer des stratégies optimales des activités de pâturage. La première méthode est appliquée à la recherche de stratégies optimales de la mise au pâturage. Trois méthodes sont dédiées à la recherche de stratégies optimales de la fertilisation. Une d'entre elles utilise la synthèse de contrôleur alors que les deux autres combinent la synthèse de contrôleur et l'apprentissage supervisé pour générer des stratégies génériques par type d'exploitation. Un prototype logiciel PaturMata a été développé implémentant cette modélisation, permettant aux utilisateurs de simuler des scénarios de pâturage et rechercher des stratégies optimales de mise au pâturage. / The modeling in the domain of agro-ecology is important since it helps us to better understand the interactiosn between the environment and the human activities. Some research works based on simulation has been carried out during the recent years. Mainwhile, not only these simulation tools are difficult to use by the non expert users, but also the high complexity of models makes interactive uses impossible. We propose an approch in which we represent the system to be studied in a discret event system formalism. This kind of representation benefits the efficiency of model-checking and makes it possible to use controller synthesis to generate strategies. We present two contributions in this thesis. The first one concerns the project EcoMata. This project proposes a qualitative modelling which represents a marine prey-predator type food chain in timed automata. Predifined query patterns in natural langurage are also proposed which allow users to investigate easiy the food chain. We have improved the efficiency of the algorithm of timed automata generation and also developped a strategy synthesis method to generate best fishing management strategy. The prototype software EcoMata implements all these propositions including the best strategy synthesis. In the second contribution, we propose a hybrid modelling which represents grazing activities in timed automata. This hybrid modelling combines a numerical grass model and a qualitative grazing model. These sub models are organized in a hierarchical struture of four layers: the biological layer, the activity layer, the decision layer and the clock. We propose four methods to generate best grazing management strategy. One of these methods is applied to the movement of herd. The other three methods are applied to fertilization among which one of them use controller synthesis on timed automata and the other two combine controller synthesis and machine learning to generate generic strategy for a exploitation type. A prototype software PaturMata has been developped which implements this modelling method and the generation of the best strategy of herd movement.

Les assemblages d'espèces colonisatrices des déjections constituent des systèmes d'étude intéressants de par la nature de la ressource exploitée et de par le rôle qu'ils exercent dans les écosystèmes pâturés. Une grande diversité d'espèces d'insectes, principalement des diptères et des coléoptères, colonisent les bouses et contribuent à leur disparition, permettant un apport en nutriments au pâturage. Comprendre le lien entre ces différentes espèces et les fonctions écologiques réalisées représente donc un enjeu afin de préserver ce système et d'en assurer son bon fonctionnement. Certaines molécules administrées comme endectocides au bétail, comme l'ivermectine, impactent la structure de la communauté coprophile par leurs effets toxiques sur certains groupes comme les Sepsidae. Bien que leurs effets se soient montrés significatifs sur l'émergence des insectes coprophiles, la disparition des bouses ne s'en est pas trouvée affectée. Il convient alors de rester prudent sur les effets à long terme de ce type de molécules, même si à court terme les effets ne paraissent pas pertinents. La première semaine est essentielle à la bonne dégradation des bouses par l'action d'une première vague de colonisation par les insectes coprophages, tandis qu'en seconde semaine la colonisation par les prédateurs en réduit la vitesse. L'ensemble de la communauté coprophile ne permet donc pas d'accélérer le processus de recyclage des bouses. Une augmentation des effectifs de bousiers accélère la disparition des bouses et indirectement favorise la minéralisation de la litière dans le sol. Toutes les espèces ne contribuent pas équitablement au fonctionnement du système. Les plus gros fouisseurs enterrent des quantités plus importantes de matière fécale, facilitant ainsi les échanges de nutriments entre le sol et la déjection. D'importantes pistes restent à développer concernant les facteurs influençant la colonisation et les interactions entre les organismes afin de pouvoir utiliser les bousiers comme bioindicateurs pour en mesurer les services rendus. / Assemblages of species colonizing droppings constitute interesting systems for study due to the nature of the resource they exploit and the role they exert in the grazed ecosystems. A wide diversity of insects, mainly flies and beetles, colonize dung pats and contribute to their disappearance allowing a contribution in nutrients to the pasture. Understanding the relationship between these species and the ecological functions they perform represents therefore a stake to maintain this system and ensure its proper functioning. Some molecules administered as endectocides to livestock, such as ivermectin, impact the coprophile community structure by their toxic effects on certain taxonomic groups such as Sepsidae. Although their effects are significant on the emergence of coprophilous insects, dung disappearance was not affected. It is then advisable to remain careful on the long-term effects of this type of chemicals, even if the short-term effects are not relevant. The first week of colonization by the wave of coprophagous insects appear essential for complete dung degradation while the second week of colonization by predators reduced the speed of degradation. Therefore the whole coprophilous community does not accelerate the process of recycling dung. An increase of the numbers of dung beetles accelerates the disappearance of dung pats and the loss of litter in the soil. However, all species do not contribute in the same manner to the functioning of the system. The largest tunnelers bury larger amounts of fecal matter and thus they facilitate exchange of nutrients between soil and dung. Important trails remain to be developed concerning the factors influencing colonization and the interactions between organisms before to be able to use dung beetles as bioindicators and to measure their services.

La rapide augmentation des gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère - dont le CO2 – due aux activités humaines est considérée comme responsable des changements climatiques en cours et futurs. Les écosystèmes terrestres sont potentiellement des "puits" importants de C et pourraient contribuer à l'atténuation des GES. Les prairies permanentes (steppes, savanes, prairies de montagne, ...) couvrent 40% de la surface terrestre (hors calotte glaciaire) et leurs sols représentent potentiellement un énorme "puits" permettant de stocker du C naturellement (GIEC 2001). Cependant, les processus impliqués et leur régulation restent à préciser. L’objectif de la thèse était d’analyser l’effet des pratiques de pâturage sur le stockage de C dans le sol. Cette analyse a été réalisée à partir de données acquises sur deux dispositifs ‘long terme’ en prairie permanente (SOERE ACBB) et en s’intéressant aux flux de C entre les différents compartiments de l’agro-écosystème sous différentes intensités de pâturage afin i) d’étudier notre capacité à estimer le stockage de C dans le sol après 10 ans d’application de traitement, en comparant deux méthodes (méthode utilisant des tours à flux et mesure du stock de C du sol) ii) d’apporter des connaissances sur les mécanismes et régulations agissant sur les dynamiques de stockage du C. Les résultats de la comparaison des deux méthodes de mesures testées ont indiqué une séquestration nette de C dans le sol, avec un taux de séquestration moyen mesuré avec les deux méthodes de 2.21 t C ha-1 an-1 et de 2.29 t C ha-1 an-1, sans différence significative entre traitements, mais avec une tendance à une séquestration plus élevée avec la gestion plus intensive. Chaque méthode permet d’accéder à des informations différentes. L'approche avec les tours à flux permet d'identifier des interactions entre le climat et les pratiques de gestion sur les flux de C dans les prairies. Les inventaires de sol ont permis de montrer que le carbone se stocke également dans les couches plus profondes de sol. Alors que les communautés végétales ont évolué sous l’effet des traitements différenciés de pâturage, les mesures ne montrent pas d’évolution des stocks de C totaux ni des matières organiques particulaires. L’analyse des flux de C entre les différents compartiments de l'écosystème, après 7 ans d’application des traitements, montre que les traitements avec une intensité faible ou nulle ont conduit à une réduction des flux de carbone entre les compartiments du continuum de dégradation du C, tandis que les stocks de carbone des racines et des POM ne sont pas affectés par les traitements. Une étude complémentaire conduite pour estimer les productions racinaires indique que la réponse des racines (stocks et production) et des stocks de matières organiques particulaires pourrait être en partie découplée de la réponse du compartiment aérien de la végétation. A l’issue de cette étude, il nous apparaît qu’une approche plus intégrative du fonctionnement de l’écosystème est nécessaire pour accroître notre capacité de prédiction de l’impact des pratiques sur le stockage du C en prairie. / The fast increase of greenhouse gases in the atmosphere, such as carbon dioxide, due to human activities is consider as the main cause of actual climate change. Terrestrial ecosystem are considered as a huge "sink" of C and may contribute to decrease greenhouse gases. Permanent grasslands cover 40% of land and their soil may contribute to sequester C (GIEC 2001). However, the processes involved and their regulations remain to be specified. The aim of the thesis was to analyze the effect of grazing management on soil C storage. This analysis was made from data acquired on two long term permanent grassland sites (SOERE ACBB) and by studying C fluxes between the different agroecosystem compartments under different grazing intensities for i) estimating our capacity to measure soil C storage after 10 years of grazing treatments by comparing two methods (soil inventories vs net carbon storage measurements), ii) to provide knowledge on the mechanisms and regulations affecting the dynamics of soil C sequestration. Comparing results of both methods, measurements indicated a net C sequestration in soil, with an average sequestration rate of 2.21 t C ha-1 yr-1 and 2.29 t C ha-1 year-1 and no significant difference between treatment but a tendency to a higher sequestration with more intensive management. Each method provides access to different information. The approach with flux towers allows a better understanding of the role and interactions between climate and practices on C fluxes in grasslands. Soil inventories showed carbon is store in deeper soil layers. While plant communities have evolved as a result of differentiated grazing treatments, measurements show no changes in total C stocks and particulate organic matter. Analysis of C fluxes after 7 years of differentiate grazing treatments, showed that treatments with low or zero grazing intensity led to a reduction of carbon fluxes between the compartments of the continuum of degradation, while carbon stocks in roots and POM were not affected by treatments. A complementary study conducted to estimate root production indicates that the response of roots (stocks and production) and stocks of particulate organic matter may be partly decoupled from the response of the aerial vegetation compartment. This study indicates that a more integrative approach on ecosystem functioning is necessary to increase our ability to predict the impact of management practices on C storage in grassland.

Les Ferralsols se caractérisent par une microstructure très développée dont dépend étroitement leur fertilité. Cette microstructure repose sur des microagrégats très stables, de 50 à 800 µm de diamètre. Sous végétation naturelle comme sous pâturage, la densité apparente des sols, la taille et le mode d'assemblage des microagrégats, ainsi que la caractérisation de la matière organique, ont permis de mettre en évidence d'importantes variations avec la profondeur. Nous avons établi une typologie du mode d'assemblage des microagrégats ainsi qu'un modèle mettant en relation structure et porosité. La matière organique se singularise, en pyrolyse, par une composante de haute température, d'origine conjecturale, mais très probablement due à un effet de matrice minérale. L'ensemble des variations observées ne peuvent a priori s'expliquer par des différences d'usage du sol, mais plutôt grâce à l'activité des insectes sociaux qui sont vraisemblablement à l'origine des microagrégats.

Ce travail, en s'appuyant sur les théories des représentations sociales, et sur le cas des pâturages dans les Cerrados brésiliens, montre qu'il n'existe pas de définition objective de la dégradation des ressources naturelles : celle-ci ne prend de sens que par rapport aux fonctions attribuées aux ressources considérées, fonctions socialement définies et situées.<br />Ainsi la définition adoptée par le milieu de la recherche agronomique est marquée par les objectifs de colonisation agricole de la région, d'intensification et de modernisation de l'agriculture qu'il poursuit. Pour le milieu "socio-environnementaliste", elle est marquée par des objectifs de résistance au processus de colonisation de la région et de défense des intérêts des petits producteurs longtemps ignorés des politiques agricoles.<br />Concernant les producteurs, le sens qu'ils donnent à la dégradation des pâturages est lié à leur relation pratique à cette ressource. Dans un contexte de changement technique, on montre que les agriculteurs construisent de nouvelles représentations et que cette construction est nécessaire pour donner un sens aux innovations et au concept de dégradation introduits par les techniciens.<br />Résoudre les problèmes de dégradation nécessite d'admettre leur statut de construction sociale et le rôle que les agriculteurs doivent jouer dans la construction d'un concept commun de dégradation.

. La gestion extensive des prairies constitue une alternative à labandon de certaines surfaces mais conduit à une hétérogénéité spatio-temporelle en quantité et en qualité du couvert. Notre objectif était de déterminer comment le comportement de lanimal et la dynamique du couvert végétal expliquent le développement et lorganisation spatiale de cette hétérogénéité au cours de la saison de pâturage. Le développement de lhétérogénéité du couvert végétal sur deux parcelles de dactyle pâturée en continu par des brebis, lune avec un chargement fort et lautre avec un chargement faible, a été mis en relation avec lingestion et le comportement alimentaire et spatial des animaux (essai 1). Ceux-ci ont adapté leur comportement aux échelles des bouchées, des stations alimentaires et des déplacements entre patches en vue de maximiser la qualité de lingéré. A partir de lépiaison leur mode de déplacement na plus été aléatoire et sest organisé autour dune échelle charnière de 5 mètres. Sur la parcelle peu chargée, ce comportement sest traduit dès la floraison par lémergence dune rétroaction positive conduisant au pâturage répété des zones de meilleure qualité. La variabilité du couvert sest organisée en macro et en micro-hétérogénéité sans quune échelle particulière dorganisation spatiale puisse être identifiée. Nous avons analysé le rôle de la sévérité et de la fréquence de pâturage sur la différenciation des couverts végétaux et sur lévolution des préférences des brebis entre ceux-ci (essai 2). Dans la gamme de situation étudiée, la différenciation des couverts a résulté principalement de la pression de pâturage globale. Les préférences des animaux ont été expliquées par labondance relative en limbes verts des couverts végétaux et par la fréquence de pâturage. Ces résultats sont discutés selon une perspective temporelle, une perspective spatiale, et par rapport à des modèles théoriques de développement de lhétérogénéité.

L'hétérogénéité spatiale est aujourd'hui reconnue comme un facteur primordial pour la diversité et le fonctionnement des écosystèmes prairiaux, mais reste souvent négligée dans l'analyse de l'impact de différents modes d'utilisation pastorale. Les communautés prairiales subalpines sont des milieux hautement diversifiés, au cœur d'enjeux écologiques, socio-économiques et culturels. Depuis plusieurs décennies, des changements d'usage, notamment l'extensification conduisant parfois à l'abandon du pâturage, affectent ces prairies dans de vastes régions des Alpes. Connaitre la réponse spatiale de ces communautés à ces changements d'usage peut constituer un enjeu important pour mieux prédire les conséquences en termes de valeurs écologiques et agronomiques. L'objectif général de ce travail est d'identifier l'organisation spatiale de composantes spécifiques et fonctionnelles de communautés prairiales subalpines dans des situations contrastées d'usage : pâturage traditionnel et abandon sur le moyen terme (~20 ans), de comprendre les mécanismes liés au pâturage influençant cette organisation spatiale et d'explorer les conséquences potentielles de l'organisation spatiale des composantes spécifiques et fonctionnelles sur les valeurs d'usage de ces milieux. Ce travail révèle que l'arrêt du pâturage conduit à des modifications importantes de l'organisation spatiale à la fois des espèces et de traits fonctionnels aériens. La variabilité spatiale de ces composantes est systématiquement augmentée à différentes échelles spatiales en situation d'abandon révélant un grain plus grossier d'hétérogénéité spatiale, lié à une plus faible coexistence locale des espèces et des traits et à une convergence fonctionnelle plus forte que sous l'effet diversificateur à échelle fine du pâturage traditionnel. D'autres part, même si une réponse en termes de patrons spatiaux est également observée, celle-ci n'est pas systématique, indiquant l'absence d'une action structurante forte du pâturage qui agit donc surtout sur la variabilité. Une expérimentation in situ montre en effet que la formation de patrons spatiaux marqués en réponse à une action de défoliation sélective semble limitée dans ces prairies relativement peu productives. De plus, une faible structuration spatiale du couvert en termes de valeurs d'usage fourragère a été observée, pilotée dès des échelles très fines par la variabilité spatiale à un grain fin des assemblages d'espèces et de traits dans les zones pâturées. Ces résultats suggèrent ainsi l'expression d'un pâturage peu sélectif exprimé par les troupeaux ovins dans ces milieux peu productifs, et la prépondérance du filtre abiotique dans la détermination des assemblages spatiaux des espèces et des traits. La formation de patchs très contrastés et très structurés spatialement en réponse au pâturage est plus probable dans des milieux très productifs où la compétition est plus intense et la repousse de la végétation favorisée. La prise en compte de la variabilité autour de la réponse moyenne des communautés se révèle donc un élément essentiel pour analyser l'évolution des prairies subalpines en réponse au changement d'usages pastoraux. Une des perspectives fortes suite à ce travail est l'analyse de la synergie entre la réponse de l'hétérogénéité spatiale du couvert et celle du compartiment souterrain (traits racinaires, mycorhization, diversité microbienne...).

Après une vingtaine d'année de mise en œuvre, les mesures agro-environnementales n'ont pas permis d'enrayer le déclin de la biodiversité des paysages agricoles. Des études récentes défendent l'idée que des mesures efficaces demanderaient non seulement de développer des pratiques favorables à la biodiversité à l'échelle de la parcelle mais aussi de favoriser des usages et des agencements spatiaux de ces usages qui accroissent l'hétérogénéité des paysages. Toutefois, on dispose à ce jour de peu de quantifications des relations entre production et conservation de la biodiversité en milieux agricoles. L'objectif de cette thèse est d'analyser à différentes échelles spatiales et temporelles l'arbitrage entre production agricole et conservation d'oiseaux dans un agroécosystème prairial exploité par des élevages bovins viande. La démarche de recherche s'appuie sur le développement de plusieurs modèles basés sur le cadre mathématique de la viabilité. Ces modèles formalisent à trois échelles spatiales emboitées (parcelles, exploitation, paysage) les interactions entre les pratiques de pâturage et de fauche et les dynamiques écologiques de deux espèces d'oiseaux prairiaux. Cette thèse apporte cinq résultats principaux. A l'échelle de la parcelle (1) Les périodes et les intensités de pâturage sont des déterminants majeurs de l'arbitrage entre production et conservation. (2) Les meilleures performances écologiques sont atteintes aux niveaux intermédiaires de performances productives. (3) Des variations interannuelles de modes de gestion permises par des mesures agro-environnementales à objectif de résultat améliorent les performances écologiques tout en augmentant la flexibilité de la gestion des prairies. (4) A l'échelle de l'exploitation agricole, la proportion des différents usages agricoles est un levier majeur de l'arbitrage entre production et conservation mais la conservation des oiseaux a toujours un coût en termes de production. (5) A l'échelle du paysage, l'agencement spatial des usages améliore les conditions de l'arbitrage entre production et conservation. L'ensemble de ces résultats révèle des leviers d'arbitrage spécifiques aux différentes échelles. A chacune de ces échelles, l'interaction entre une diversité de modes d'exploitation est à la base des mécanismes d'arbitrage entre production et conservation. L'importance de l'agencement spatial des modes d'exploitation suggère que la conciliation entre production et conservation pourrait fortement bénéficier de coordinations accrues entre exploitations agricoles.