Les interactions entre organismes ont des conséquences majeures sur la composition des communautés et le fonctionnement des écosystèmes. En écologie l'étude des interactions négatives, telles que la prédation et la compétition, a largement dominé la littérature. Des travaux récents ont souligné l’importance des interactions positives dans la nature, telles que la facilitation, mais ces interactions restent malgré tout peu intégrées dans les théories contemporaines en écologie. Cette thèse s’inscrit dans cette démarche et aborde deux questions centrales : (i) Comment la facilitation indirecte (via la protection contre le pâturage) affecte-t-elle la structure fonctionnelle (caractéristiques des distributions de traits) des communautés de plantes ? (ii) L'effet net des interactions facilitatrice-bénéficiaire identifiées à l’échelle d’une paire d’espèces restent-elles valides en présence d’une communauté entière d'espèces bénéficiaires potentielles ? Deux expérimentations in situ dans des environnements contrastés ont été mises en place : l’exclusion du pâturage dans des tourbières tropicales alpines et une transplantation de communautés de plantules sous des plantes adultes en milieu méditerranéen semi-aride. Nous avons montré que la facilitation indirecte affectait les caractéristiques du filtre environnemental, la dominance des espèces et la différenciation de niche au sein de la communauté. Nos travaux suggèrent également que la composition des communautés de plantules modifie les interactions adultes-plantules, remettant ainsi en cause la possibilité d’extrapolation des résultats entre paires d'individus à l’échelle de la communauté. / Interactions between organisms are key drivers of community composition and ecosystem functioning. Ecology has a long history of studies on negative interactions, such as predation and competition. Recent studies have highlighted the importance of positive interactions, such as facilitation in nature. The integration of these interactions into modern ecological theory has nonetheless lagged behind. This thesis aims at contributing to this research effort and addresses two core questions : (i) How does indirect facilitation (through protection against grazing) affect the functional structure (characteristics of trait distributions) of plant communities? (ii) Does the net effect of the interactions between a species pair (benefactor-beneficiary) remain valid in the presence of several beneficiary species at community level? We set up two insitu experiments in contrasted environments: a grazing exclusion experiment in tropical alpine peatlands and a transplantation experiment of sapling communities beneath adult plants in a mediterranean environment. Our results showed that indirect facilitation affects the characteristics of the environmental filter, species dominance and niche differentiation in the community. Our results also suggested that the composition of sapling communities modifies adult-sapling interactions, thereby questioning the possibility of extrapolating results from pairs of individuals to the community scale.

Les prairies permanentes constituent des réservoirs potentiels d’alimentation fourragère et occupent plus de 66% des surfaces dans les zones de montagne. Ces zones présentent de fortes contraintes naturelles qui rendent difficile la valorisation des ressources herbagères. Les caractéristiques géographiques des parcelles et la structure des exploitations doivent donc être mieux prises en compte dans la gestion des surfaces fourragères pour améliorer le fonctionnement des systèmes d’élevage herbagers. La conduite simultanée de troupeaux bovins laitiers et bovins allaitants, s’inscrit dans une démarche relevant de l’agroécologie et qui peut apparaitre comme un facteur favorable au fonctionnement des systèmes d’élevage bovins avec une plus grande autonomie fourragère et de meilleures performances économiques et environnementales. Nous proposons d’analyser et modéliser le fonctionnement de ces systèmes d’élevage mixtes avec doubles troupeaux bovins laitiers et bovins allaitants pour explorer les compromis entre conduite d’élevage et niveau de production des troupeaux, autonomie fourragère globale, valorisation de la diversité géographique, niveaux et variabilité des profits et durabilité de l’utilisation des prairies.Pour répondre à cette problématique nous avons testé trois hypothèses : (I)- La conduite simultanée de troupeaux mixtes bovins laitiers et bovins allaitants permet une meilleure valorisation de l’herbe par pâturage que les systèmes bovins spécialisés dans les zones de contraintes tout en maintenant de bonnes performances économiques. (II)- Dans des conditions optimisées de fonctionnement économiques, les systèmes d’élevage bovins mixtes laitier-allaitant s’adaptent mieux aux aléas de prix pour générer des profits plus stables et plus élevés, comparés aux systèmes bovins spécialisés. (III)- Les systèmes d’élevage bovins mixtes laitier-allaitant permettent une utilisation maitrisée de la biomasse avec de meilleures performances environnementales tout en maintenant les services écosystémiques des végétations.Nous utilisons le modèle d’optimisation bioéconomique Orfee (Optimization of Ruminant Farm for Economic and Environmental assessment) développé pour explorer les systèmes d’élevages, associé à des données d’exploitations en régime de croisière (choix des cas-types BL18 et BL22) issues de la base de données des exploitations, baptisée DIAPASON. Le modèle a été adapté pour prendre en compte les contraintes géographiques et l'hétérogénéité des parcellaires basée sur la typologie française des prairies permanentes.Nous souhaitons ainsi observer les meilleurs équilibres correspondants aux conditions optimales de fonctionnement des exploitations représentées par deux cas-types déclinés selon cinq scénarios (100D, 75D, 50D, 25D et 0D, D étant le pourcentage d’UGB bovin laitier dans le troupeau). Les analyses permettent via les simulations d’obtenir des indicateurs biotechniques et économiques robustes pour évaluer les systèmes bovins mixtes herbagers dans les zones de montagnes.Selon les résultats obtenus, les systèmes d’élevage bovins mixtes laitier-allaitant, et plus particulièrement les systèmes équilibrés entre troupeau bovins laitiers et troupeau bovins allaitants, maximisent la valorisation de l’herbe par pâturage dans les zones soumises à des contraintes de mécanisation et d'accès aux vaches laitières. Ces systèmes présentent les meilleures capacités d’adaptions aux aléas économiques avec de bonnes productions animales, des performances économiques intéressantes et moins variables, comparées aux systèmes bovins spécialisés. Ces systèmes présentent également de meilleurs compromis pour les performances environnementales par comparaison à ceux des systèmes bovins spécialisés. / Permanent pastures represent potential reservoirs of forage and cover more than 66% of the area of mountain zones. Nonetheless, these zones have strong natural limitations that make it difficult to use herbage resources. Geographic characteristics of fields and farm organization must thus be considered in more detail in the management of forage areas to improve pasture-based livestock systems functioning. Simultaneous production of dairy and beef cattle herds (i.e. “mixed dairy-beef cattle systems”) falls within the scope of agroecological approaches and may appear as factor favoring the functioning of cattle systems with greater forage autonomy and better economic and environmental performances. We analyzed and modeled the functioning of these mixed dairy-beef cattle systems to explore compromises between livestock management and the production level of the herds, overall forage autonomy, use of the geographical diversity, level and variability of profits and sustainability of pasture use.To address this issue, we tested three hypotheses: (I)- Mixed dairy-beef cattle systems use grazed herbage better than specialized cattle systems (dairy or beef) in zones with constraints while maintaining good economic performance. (II)- Under conditions of optimal economic functioning, mixed dairy-beef cattle systems adapt better to price variations, generating more stable and higher profits, than specialized cattle systems. (III)- Mixed dairy-beef cattle systems use biomass well, with better environmental performances, while conserving ecosystem services of the vegetation.We used the bioeconomic optimization model Orfee (Optimization of Ruminant Farm for Economic and Environmental assessment), developed to assess livestock systems, based on data from two farms in a steady state (case studies BL18 and BL22 from the French livestock-network database DIAPASON). Orfee was adapted to consider geographic constraints and field heterogeneity based on the French typology of permanent prairies. We then used the model to predict the best equilibria, corresponding to optimal conditions of functioning of farms, represented by the two case studies in five scenarios (100D, 75D, 50D, 25D and 0D, where D represents the percentage of dairy cattle in the herd). Analysis with the simulations yielded robust biotechnical and economic indicators for assessing mixed dairy-beef cattle systems in mountain zones.Based on the results, mixed dairy-beef cattle systems, especially those with 50% dairy cattle, maximize the use of grazed herbage in zones with constraints on mechanization and access of dairy cows to pastures. These systems have a greater ability to adapt to economic variations, with better levels of animal production and more attractive and less variable economic performances than those of specialized cattle systems. These systems also have better compromises between environmental performances than specialized cattle systems.

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…). / Spatial heterogeneity is now widely recognized as a key component for diversity and functioning of grazed plant communities but is still often neglected for the analysis of the impact of different pastoral uses. Subalpine grassland communities are species-rich habitats of high conservative, economic and cultural values. In large regions of the Alps, these grasslands have experienced a decrease in pastoral use and even abandonment, in the last decades. The investigation of the spatial response of these communities to these changes in pastoral use can be a key issue to better predict ecological and agronomical consequences of such changes. The main objective of this study is to identify the spatial organization of species and traits of subalpine grassland communities in contrasted situations of pastoral use: traditional grazing and abandonment (~20 years), to understand grazing-induced mechanisms influencing this spatial organisation and to explore the potential consequences of the spatial organization of species and traits on the pastoral value of these grasslands. This work reveals that grazing cessation leads to strong modifications of the spatial organization of both species and aerial functional traits. The spatial variability of these components are systematically increased at different spatial scales following grazing abandonment which revealed a coarser grain of spatial heterogeneity in relation to a lower species and trait local coexistence and to a stronger functional convergence than under the fine-scale diversifying action of traditional grazing. Besides, despite we also observed a response in terms of spatial patterns, this one is not systematic which indicates the absence of strongly structuring action of grazing that especially acts on variability. An in situ experiment indeed showed that spatial pattern creation in response to selective defoliation is limited in these relatively low productive grassland communities. In addition, we also evidenced that pastoral values (forage quality) exhibited poor spatial heterogeneity in these grasslands in relation to the fine grained spatial variability of species and plant traits in grazed areas. These results suggest the expression of a low selective grazing promoted by sheep herds grazing and low productivity of subalpine communities and the predominance of the abiotic filter in the determination of spatial assemblages of species and traits. Pronounced spatial patterns in response to grazing may be expected in more productive environments where competitive interactions between species are more intense and species regrowth promoted. Therefore, the consideration of the spatial variability in addition to the mean response of community components appeared to be essential in the analysis of subalpine grassland community dynamics in response to land use changes. One of the strong perspective following this work is to analyse the association between spatial responses of vegetation components and those of belowground components (root traits, microbial diversity…).

Les prairies guyanaises sont issues de transformations majeures du milieu (savane/forêt), pour l'implantation d'espèces fourragères exotiques (Brachiaria spp. Digitaria swazilandensis). Leur mise en place a débuté dans les années 1970, afin d'installer des exploitations d'élevages bovins sur pâturages à fortes productivités, mais qui se sont révélées vulnérables aux invasions par des adventices. Ces prairies sensibles aux perturbations, connaissent des successions végétales rapides qui génèrent leur dégradation. Les luttes directes des adventices s'avèrent onéreuses, délicates et leurs résultats sont peu efficaces et de faibles durés. Pour les acteurs du secteur, cette situation constituait une cause importante de fragilisation des élevages. Souhaitant mieux maîtriser ce phénomène, ils ont sollicité la participation de la recherche pour mener en commun des études sur ce sujet. Démarche qui a conduit à une recherche impliquée reposant sur une plateforme locale de "porteurs d'enjeux" (stakeholder) multiprofessionnelle. D'où a été reformulée une problématique sur les possibilités de pérennisation de ces prairies grâce à des modalités d'organisation et de pratiques d'élevage aptes à contrôler les dynamiques écologiques des adventices envahissantes. Les hypothèses sur l'importance des pratiques (leurs assemblages) ont été validées par des analyses synchroniques et diachroniques multicritères de données provenant essentiellement de sept élevages. Leurs recueils ont été l'objet de suivis, de mesures et d'informations issues d'entretiens permanents auprès des acteurs de la plateforme d'échanges. Ils ont été réalisés à plusieurs niveaux, avec comme principaux barycentres d'études : la parcelle et l'exploitation. Les résultats obtenus ont fait l'objet d'un travail de représentations partagées "chemin faisant" entre les partenaires de l'étude, pouvant ainsi s'inscrire dans un "savoir actionnable". Cela a permis d'avoir des perceptions communes sur les conditions de conduite du cheptel (allotement, allocation, reproduction, croissance/engraissement), du pâturage (chargement, rotation, temps de repousses), d'aménagement et de structuration du territoire. Cette démarche de cognition distribuée a permis d'établir des prototypes d'organisations et de fonctionnements d'élevages ayant sens et cohérence entre les actes et les faits, entre les contraintes permanentes comme l'alimentation du bétail et les logiques longues de la pérennisation de la ressource fourragères. De cette reliance a pu être établie des voies d'ajustements des pratiques tout en restant en consonance avec les contraintes de productions. L'incidence directe des pratiques provient essentiellement du type de couvert installé (choix d'espèces) et des modalités de pâture, notamment sur les variations brusques ou modulées des opérations (charges/rotation/repousses). Leurs interactions se traduisent par des structures du couvert fourrager plus ou moins lâches (méthode de mesure conçue pour cette étude). Celles denses et épaisses se retrouvent surtout dans les prairies saines. Les modes d'organisation ont également une incidence sur la gestion des prairies, notamment par l'aménagement du parcellaire et la conduite du cheptel, qui jouent sur les marges d'ajustements dans le rapport bétail/prairie. L'effet saison doit aussi être pris en compte (vulnérabilité plus forte des couverts fourragers à certaines époques clés). L'aide à la perception et à la décision pour les acteurs locaux, a commencé par une "modélisation sémantique" permettant de mener des représentations communes. Elles ont fait l'objet de modélisations schématiques sur des chronogrammes et des cartographies renseignés. Des outils plus orientés ont été retenus comme le profil de pâturage à la parcelle, qui visualise les variations d'usages. Le travail de modélisation a fait ressortir des éléments pertinents pour apprécier des systèmes herbagers dans d'autres terrains (Brésil, Europe

La restauration des milieux d'altitude dégradés se déroule dans des conditions où à la fois la végétation, le sol et le relief ont été profondément perturbés. En conséquence, la restauration échoue souvent à rétablir une structure et un fonctionnement proche de celui des écosystèmes naturels. Même si en montagne, il est reconnu que la végétation s'organise en fonction des variations du relief, les mécanismes en jeu restent méconnus. <br />C'est pourquoi afin de gérer au mieux l'installation et le maintien de la végétation, nous proposons un modèle explicatif qui relie les contraintes imposées par le relief à des caractéristiques adaptatives du fonctionnement des plantes. La mesure de traits fonctionnels des plantes, aux différents stades de leur vie, nous permet de déterminer ces caractéristiques. D'autre part, nous supposons que le relief induit une variation des contraintes climatiques, édaphiques, des interactions biotiques (compétition, prédation) mais aussi des contraintes liées aux processus gravitaires (érosion-sédimentation). Les études sont conduites dans le subalpin (la Plagne, Alpes du Nord) et le montagnard (le Saignon, Hautes Alpes).<br />La première partie met en évidence une variation des traits biologiques des plantes impliqués dans la gestion des ressources, la réponse au pâturage et la régénération, en fonction d'un gradient méso-topographique. Celui ci détermine effectivement le régime des températures, les durées d'enneigement, les niveaux de ressources du sol et la fréquentation par les herbivores.<br />La deuxième partie analyse les traits des plantes en relation avec les processus gravitaires. La pente détermine ainsi des mécanismes de dispersion des graines à la surface du sol. L'ampleur de ces déplacements va dépendre de la forme des graines, relative aux espèces, et de l'existence de pièges sur le sol. Ces pièges sont soit des accumulations de sédiments générés par la présence d'obstacles végétaux, soit des empreintes de sabots laissées par les grands herbivores.<br />Les études réalisées dans la troisième partie, indiquent que ces mêmes pièges favorisent le recrutement des plantes. Cependant l'identification des plantules révèle que les graines ont été piégées différemment selon leur forme. Par ailleurs, une expérimentation met en évidence que la germination et la croissance des plantules constitue un trait de réponse déterminant pour la ségrégation des espèces dans les communautés en fonction de la nature des substrats géologiques.<br />Enfin, la quatrième partie, analyse les traits des espèces en relation avec leur capacité compétitive, et montre par la modélisation et l'expérimentation que la distribution des plantes dans les communautés est liée à la disponibilité en ressource du sol et aux traits d'utilisation et de gestion de celle ci (surface spécifique foliaire, taille). <br />En synthèse, l'étude se conclu par un essai d'éco-géomorphologie appliquée aux milieux d'altitude. Ce modèle enrichit la relation traits/environnements et espèces/habitats en reliant les traits de réponse et les traits d'effets des plantes aux processus géomorphologiques, et éclaire sur la création de nouvelles niches dans les milieux restaurés. Ce modèle offre une nouvelle grille d'analyse des milieux naturels et un outil de prédiction pour la restauration des milieux d'altitude.

Face aux changements globaux qui perturbent les conditions de vie des éleveurs de la zone soudanienne et sahélo-soudanienne, quelles décisions prennent-ils, quelles sont leurs stratégies saisonnières d'adaptation à l'échelle locale et régionale, comment les mettent-ils en œuvre ? C'est à cette triple question que cette thèse tente de répondre dans le contexte du terroir de Kotchari situé en bordure de la vaste réserve de biosphère transfrontalière du W et soumis à une forte pression anthropique. Chaque année à partir de décembre de nombreux éleveurs transhumants venant du nord affluent dans le terroir de Kotchari à l'extrême sud-est du Burkina Faso, dans la province de la Tapoa. Localement, la pression sur les terres et les ressources se fait de plus en plus forte et la durabilité du système parait compromise. La recherche a été conduite en faisant appel à des méthodes de cartographie/SIG, d'analyse floristique, d'enquêtes quantitatives et qualitatives le plus souvent participatives. La recherche a montré que, malgré l'afflux important d'animaux en saison sèche notamment chaude, les ressources fourragères du terroir restent intéressantes avec toutefois une extinction locale d'espèces, une banalisation de la flore et un début d'embuissonnement en particulier sur les unités paysagères pastorales de plateaux en dehors de l'aire protégée. On a pu reconnaître quatre (4) groupes et sous-groupes d'éleveurs en fonction des stratégies développées et des pratiques mises en œuvre. Il ressort que la taille du troupeau est un facteur déterminant dans leurs stratégies. La recherche a montré, par ailleurs, que la catégorisation locale des milieux s'appuie sur des critères topographiques, géomorphologiques et fonctionnels et que l'appréciation en termes de qualité de pâturage dépend de facteurs d'importance variable selon les saisons. Enfin, il est possible de comprendre le comportement des troupeaux au pâturage qui est la traduction pratique des savoirs techniques que mettent en œuvre les éleveurs pour faire exploiter les milieux par leurs troupeaux.

Les « Hautes-Chaumes » des Vosges constituent des milieux naturels caractérisés par l'existence de vastes espaces pastoraux. Leur origine et leur évolution n'avaient jusqu'à présent donné lieu qu'à peu d'études paléoenvironnementales. Classiquement, une faible partie des Chaumes était jusqu'à présent considérée comme naturelle (chaumes « primaires »). Pour les autres (chaumes « secondaires »), en dessous, de 1300/1250 m d'altitude, il avait été proposé sur la base de l'analyse des archives historiques, qu'elles résultent des défrichements effectués pour créer des pâturages d'altitude vosgiens et qu'elles soient l'oeuvre des moines qui ont colonisé les vallées vosgiennes entre les VIIe et VIIIe siècles de notre ère. Notre travail a cherché à établir l'origine et l'évolution de ces milieux, à la fois à des échelles locales et à une échelle de temps longue (Holocène). La méthodologie employée ici repose sur l'analyse des sols et des macro et micro-restes végétaux des sols, seuls marqueurs en mesure de nous permettre de telles reconstitutions. La pédoanthracologie en particulier nous a permis de mettre en évidence les évolutions contrastées des chaumes. Nos résultats établissent qu'il n'y a pas de chaumes « primaires », mais qu'elles résultent toutes de défrichements. L'ensemble des chaumes et des forêts sommitales a subi, depuis la fin du Néolithique, les influences répétées de l'Homme - notamment des défrichements par le feu. Dans le massif du Hohneck, ces défrichements datent au moins de l'âge du Bronze ancien, démontrant la précocité de l'utilisation par l'Homme de ces espaces comme pâturages. Quant au massif du Rossberg, les premiers défrichements ont une origine légèrement plus tardive (Bronze moyen). Les évolutions de ces milieux ont depuis été contrastées, avec des alternances d'abandons et de ré-exploitations pastorales. Quoi qu'il en soit, les défrichements intervenants plus tard au cours de la Protohistoire, l'Antiquité et l'Histoire peuvent être considérés comme des reconquêtes d'espaces ouverts par le feu puis abandonnés (donc secondaires). Ce travail remet donc en cause à la fois l'existence de chaumes « primaires » et l'âge supposé médiéval des premiers défrichements sur les chaumes considérées comme « secondaires » par les historiens, telles que celles du Rossberg. Les contrastes chronologiques des épisodes de défrichement entre les deux massifs soulignent également la nécessité d'aborder cette thématique à des échelles très locales.

En Suède boréale, les techniques de régénération forestière utilisées par la foresterie moderne, notamment les préparations de sols précédant la plantation, endommagent les pâtures de lichen terricoles (Cladina spp.), et sont devenues une source de conflit entre forestiers et éleveurs de rennes Sami. L'objet de cette thèse est d'étudier des stratégies de régénération forestière pouvant réduire les perturbations et promouvoir le ré-établissement du lichen des rennes. Les savoirs et les pratiques des éleveurs Sami sur la ressource en lichen sont également analysés. Les effets de préparations de sol moins perturbatrices sur le ré-établissement du tapis de lichen, le pâturage des rennes et l'établissement de plants de Pinus sylvestris furent étudiés. L'utilisation de l'HuMinMix, technique mélangeant le couvert de lichen avec la couche d'humus et le sol minéral, est favorable à la régénération du tapis de lichen par comparaison aux préparations de sols conventionnelles. Cependant, l'établissement des jeunes pins est supérieur suivant une préparation exposant seulement le sol minéral. L'occurrence de dégâts mécaniques, possiblement causés par le piétinement des rennes, est un argument pour éviter la plantation dans les parcelles fortement fréquentées par les rennes, au profit de la régénération naturelle ou de l'ensemencement afin d'éviter les conflits avec les propriétaires forestiers. La régénération complète du tapis de lichen suivant la préparation de sol HuMinMix est estimée à une dizaine d'année comparé à plus de cinquante ans suivant les techniques conventionnelles. Les possibilités de dispersion artificielle du lichen, par exemple dans des parcelles fortement endommagées par les préparations de sol, sont également étudiées. La nature du substrat s'avère être un facteur clé pour l'établissement du lichen dispersé. Le sol minéral se révèle être un substrat ne permettant pas l'immobilisation des fragments de lichen, alors que les substrats organiques sont favorables à l'établissement et à la croissance du lichen. Au cours du suivi de 17 parcelles en régénération, toutes les espèces du genre Cladina furent observées colonisant naturellement les sols scarifiés. Néanmois la présence d'espèces de lichen pionnières semble favoriser l'établissement des lichens du genre Cladina. Toutes les méthodes de dispersion testées résultèrent en un établissement effectif du lichen. Néanmoins l'établissement suivant la transplantation de thalles lichéniques entiers, non-fragmentés, fût sévèrement réduit par le pâturage des rennes, alors que l'établissement à partir de thalles fragmentés le fût beaucoup moins. Une étude ethnolinguistique permit également de démontrer que, contrairement à son usage dans la culture occidentale où le mot ‘pâture' est associé à une communauté végétale spécifique, l'usage par les éleveurs Sami du même mot (guohtun en Sami) inclut l'effet de la neige sur les pâtures de lichen et leur pâturage par les rennes. Les éleveurs de rennes Samis utilisent leurs savoirs sur l'influence de la végétation forestière sur les conditions de neige, et donc les conditions de pâturage, pour élaborer des stratégies de pâturage au cours de l'hiver. C'est pourquoi il est nécessaire d'intégrer le savoir des éleveurs Sami sur les pâturages hivernaux en tenant compte des conséquences de la régénération forestière sur le développement et la structure du peuplement, afin d'améliorer la compréhension des effets de la production forestière sur le pâturage hivernal des rennes, et pour développer des stratégies qui satisfassent les gestionnaires forestiers et les éleveurs de rennes.

L’érosion de la biodiversité prairiale est devenue une préoccupation majeure à l’échelle Européenne. Le pâturage ovin est supposé avoir un impact négatif sur la diversité prairiale, en raison de leur forte sélectivité pour les dicotylédones, indispensables aux insectes pollinisateurs. Comparés aux bovins, les ovins structurent peu les couverts et créent également moins de niches écologiques contrastées. L’objectif de cette thèse était de tester la faisabilité, et les bénéfices en pâturage ovin, d’une conduite en rotation dans laquelle une sous-parcelle est temporairement exclue du pâturage au moment du pic de floraison. Les effets de cette conduite ont été comparés à ceux d’un pâturage continu au même chargement. Au delà des indicateurs directs de performances zootechniques et de biodiversité (plantes, papillons, bourdons et carabes), nous avons analysé la sélection alimentaire des brebis dans les deux modes de conduite. Nous avons aussi cherché à appréhender comment la race et la fertilité du milieu pouvaient moduler la faisabilité d’un tel pâturage tournant et son intérêt vis-à-vis de la préservation de la biodiversité. Indépendamment de leur race, les brebis ont présenté une sélection alimentaire accrue vis-à-vis des dicotylédones dans les parcelles pâturées en rotation, qui a rapidement entraîné une diminution de leur richesse floristique en comparaison des parcelles pâturées en continu. L’augmentation de l’intensité de floraison des sous parcelles temporairement exclues de la rotation a favorisé les bourdons, probablement en raison de l’augmentation de la ressource en pollen et en nectar. En revanche, ce mode de gestion n’a pas permis d’augmenter la densité ni la richesse spécifique des papillons et des carabes. Le bénéfice d’une mise en défens temporaire d’une partie des parcelles semble donc moindre qu’en pâturage bovin. Définir les dates de mises en défens par rapport à la floraison d’espèces indicatrices, moduler la durée de la mise en défens en fonction de la pousse de printemps, et prolonger l’exclusion de certaines parcelles en automne et en hiver sont autant de pistes qu’il nous reste à explorer, afin de déterminer les conditions d’application optimale d’une telle conduite. / Biodiversity loss in grasslands is a major concern across Europe. Sheep grazing is rarely considered the best method for delivering conservation objectives, as the result of their strong diet selection on forbs and legumes, which in turn negatively impacts nectar-dependent insect groups. Compared with cattle, sheep also produce a strong homogeneization effect and reduce habitat diversity. The objective of this thesis was to analyze the feasibility and environmental benefits of a rotational grazing management, in which sheep were temporarily excluded from a sub-plot at flowering peak. It was compared with continuous grazing in the same stocking rate. In addition, to measurements of animal performances and biodiversity indicators (plants, butterflies, bumblebees and ground beetles), we analyzed diet selection by ewes in the two grazing managements, and how sheep breed and soil fertility could modulate biodiversity outputs in the rotational management. Independently of sheep breed, the ewes increased their selection of forbs and legumes in rotationally-grazed plots. This rapidly decreased plant species richness in rotationally compared with continuously-grazed plots. However, an increase of flowering intensity in temporarily ungrazed sub-plots benefited bumblebee density and species richness, as predicted by the ‘trophic level’ hypothesis. Rotational grazing management did not increase butterfly and ground beetle densities, which stresses that its benefits would be lesser than in cattle-grazed systems. Defining the exclusion period based on the flowering of indicator plant species, modulating its duration based on spring grass growth, and keeping some sub-plots ungrazed until the end of the grazing season are options that still need to be tested in order to define the optimal conditions for such a rotational grazing management.

Les prairies supra-forestières sont des écosystèmes bien représentés dans les milieux de montagne et qui s’avèrent vulnérables aux changements climatiques et aux modalités d’utilisation des terres. Dans ce contexte, l’objectif principal de cette thèse a été d’évaluer l’effet des forçages climatiques et du pastoralisme sur la végétation des prairies supra-forestières à différentes échelles spatio-temporelles. En particulier, nous avons cherché à comprendre les réponses des prairies à la variabilité interannuelle du climat (température et précipitation), aux tendances sur le long terme (réchauffement) et aux évènements extrêmes (vagues de chaleur et sécheresses) ; ainsi qu’aux modalités de la gestion pastorale (charges et calendriers de pâturage). Pour cela, nous avons réalisé des analyses sur un nombre de métriques phénologiques, météorologiques et pastorales. Les premières, dérivées principalement de l’indice de différence normalisée de la végétation (NDVI) à partir d’images satellite de moyenne (MODIS) et de haute résolution (Landsat et SPOT), ainsi que des données acquises au sol à la volée et en continu sur cinq alpages. Les deuxièmes, calculées à partir des ré-analyses du modèle climatique SAFRAN de Météo-France. Les troisièmes, estimées à partir des données des Enquêtes Pastorales régionales (1996-1997 et 2012-2014), et des cahiers d’alpage du dispositif Alpages Sentinelles. Concernant la végétation des prairies supra-forestières, nos résultats mettent en évidence : (i) des tendances au verdissement assez généralisées, (ii) des tolérances plus importantes aux vagues de chaleur qu’aux périodes de sécheresse estivales, (iii) des sensibilités plus importantes aux facteurs climatiques qu’aux pressions de pâturage, (iv) des réponses légères mais positives aux modalités de gestion pastoral, et (v) un potentiel de repousse en fin de saison. L’originalité de nos résultats a été de montrer l’existence de relations plus fortes entre les facteurs climatiques et la végétation des prairies, qu’entre cette dernière et le pâturage. Ils ont également éclairé les apports de l’utilisation de la télédétection dans l’étude de ces milieux. / Mountain grasslands are wide distributed ecosystems which are particularly vulnerable to climate and land use changes. In this context, the main objective of this thesis was to assess the effect of climate and pastoral drivers on mountain grasslands vegetation at different spatiotemporal scales. In particular, we wanted to understand plant responses to annual variations of climate (temperature and precipitation), long term warming and extreme events (heat waves and droughts); as well as the land management impact (grazing intensity and calendars). Hence, we performed several analyses using phenological, meteorological and pastoral metrics. First, we derived phenological metrics mainly from the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) extracted from two sources: satellite remote sensing images at moderate (MODIS) and high (Landsat and SPOT) resolution and field remote sensing measures acquired with portable and fixed sensors over five mountain grasslands. Second, we estimated meteorological metrics from reanalysis of the climatic model SAFRAN provided by Météo France. Third, we estimated pastoral metrics from two regional pastoral surveys (1996-1997 and 2012-2014) and several local documents (“cahiers d’alpage”) produced within the project “Alpages Sentinelles”. Regarding mountain grasslands vegetation, our results showed: (i) widely distributed greening trends, (ii) higher tolerance to heat waves than to droughts, (iii) higher sensibility to climate factors than to grazing pressures, (iv) weak but positive responses to grazing, and (v) a regrowth potential at the end of the season. The originality of our results was to exhibit the stronger relationships between climate factors and vegetation phenology, than between the latter and grazing pressures. Moreover, we highlighted the important contributions of remote sensing data to study mountain ecosystems.