La recherche de doctorat ici présentée porte sur l’histoire et sur l’évolution du paysage végétal montagnard nord-apenninique et de son lien avec les activités anthropiques qui l’ont façonné au fil du temps. Notre idée de thèse est née grâce au projet international AGRESPE (réseAu Gestion de Ressources Environnementales passéeS et Patrimonialisation paysagèrE), dirigé par Marie Bal du laboratoire de Géographie GEOLAB UMR/CNRS 6042 de l’Université de Limoges. Le travail de thèse a été mené en cotutelle avec l’Université de Modena et Reggio Emilia (Italie).Le paysage végétal des Apennins du Nord a fait l'objet de nombreuses recherches scientifiques sur le paléo-environnement, représentées surtout par des études polliniques (ex. Cruise 1990a, 1990b ; Lowe, 1992 ; Watson, 1996 ; Vescovi et al, 2010a, 2010a, 2010b ; Branch, 2013), mais il présente encore des lacunes sur les recherches paléoenvironnementales et paléoécologiques de haute résolution spatiale. À cause de facteurs liés aux conditions physiques de la montagne et aux intérêts des chercheurs, la recherche archéologique (notamment celle pastorale) n’est pas très développée par rapport aux études de la plaine (Fontana, 1997 ; Cardarelli et Malnati, 2006 ; Ferrari et al., 2006). Ce manque d'études sur les relations entre les sociétés et leur environnement dans les Apennins nous a donc encouragés à en découvrir davantage. Au sein de ce secteur montagnard nous avons choisi deux montagnes clés : le Monte Cimone et le Corno alle Scale. Faisant partie de deux parc régionaux, ces zones d’étude sont caractérisées par des hêtraies qui, jusqu’au milieu du XXe siècle, ont été gérées en taillis pour la production de bois de chauffage et de charbon. La limite altitudinale de la forêt est plus basse que celle écologique potentielle. Au Monte Cimone elle est localisée à 1700 m, tandis que dans la zone du Corno alle Scale elle est située à environ 1600 m. Au-dessus de la limite forestière il y a des bruyères à myrtille et des prairies qui, à l’instar du passé, sont aujourd’hui destinées au pâturage. / This PhD thesis concerns the reconstruction and the development of the Late Holocene plant landscape of two mountain areas of the Northern Apennines: the area of Monte Cimone and the area of Monte Corno alle Scale, located in the two regional parks. Previous research in the two study areas consists of quite numerous pollen analyses at regional scale while studies at local-scale, such as archaeoanthracology and pedoanthracology, are scarce.We have therefore decided to study these two mountain areas through pedoanthracology that is the taxonomic identification of wood charcoals contained in soils. Moreover, archaeoanthracology was applied to charcoal platforms and consists in the analysis of charcoals contained in the platforms which were used until the mid-20th century to produce charcoal. In the methodology used in this thesis are also included field surveys with the aim of locate and geolocalize ancient pastoral structures, witnesses of pastoral activities at high elevations.The main objectives of this research were: - to reconstruct the plant landscape; - to understand how human activities (e.g. pastoralism and forest exploitation) have transformed the landscape; to study the fire history; - to identify the variations of tree and timberline in the past.In the Monte Cimone area, nine pedoanthracological trenches were cut between 1650 m and 2078 m of elevation, and about 4000 charcoals were analyzed; moreover, 10 pastoral structures were found and georeferenced. In the Corno alle Scale area, eight pedoanthracological trenches were cut between 1600 m and 1860 m of elevation, and more than 2000 charcoals were analyzed; no pastoral structure were identified here. In each study area, four charcoal platforms were sampled with a total of 1200 charcoals analysed. Overall, 33 C14datings were performed on charcoals. Almost all C14 dates of soil charcoal are concentrated in the Late Holocene and only two are from the Early Holocene. The anthracomass of the low elevation sampling points (e.g. 962.8 mg/kg) is higher than the anthracomass of the high elevation sampling points (e.g. 1.6 mg/kg). The charcoals are evidence of the past presence of Ericaceae, Fabaceae, Juniperus sp., Abies alba, Quercus sp./Castanea sp., Prunus sp., Betula sp., Taxus baccata, Fagus sylvatica, Fraxinus sp. And Acer sp.The main results of this research show a plant landscape during the last 3000 years that is very similar to the current one with little variations in the tree and timberline. Charcoal platforms analysis has shown a beech charcoal production during the centuries between the 15th and mid-20th centuries. Estimation of the wood size used suggest a well-run exploitation of the timber resource. The two main activity in high mountain, pastoralism and charcoal production, seem to have played an important role in the shaping the current plant landscape.

Le Queyras est un territoire situé à la confluence d'influences climatiques océaniques continentales et méditerranéennes. Cette spécificité a permis le développement d'une biodiversité exceptionnelle mais particulièrement vulnérable aux changements globaux. Pour mieux comprendre leur dynamique actuelle, et afin de contribuer à élaborer des scenarii prédictifs de leur évolution basés sur leur dynamique passée, une approche paléoécologique pluridisciplinaire, associant pédoanthracologie et dendrochronologie, a été menée dans des forêts matures de mélèze (Larix decidua), de pin cembro (Pinus cembra) et de sapin (Abies alba). L'analyse des charbons de bois recueillis dans les sols de ces peuplements révèlent que la composition passée a pu être bien différente de l'actuelle. Le mélèze et le pin cembro sont présents dès la recolonisation postglaciaire (respectivement 8873-9014 cal. BP et 8702 – 9024 cal. BP). Les relations cernes-climat révèlent la sensibilité du pin cembro et du sapin aux conditions hydrologiques, confirmant le caractère xérique de ce massif. D'autre part, l'étude de la dynamique holocène des forêts subalpines et des variations de leur limite supérieure révèlent que les changements globaux semblent favoriser le mélèze. Alors que les résultats pédoanthracologiques montrent que le pin cembro et le mélèze se sont succédé à l'étage subalpin tout au long de l'Holocène, la dendrochronologie met en évidence les conséquences des changements globaux : le pin cembro devient de plus en plus sensible au réchauffement climatique tandis que le mélèze semble profiter des changements d'occupation du sol associés à une augmentation des températures. / The Queyras is a region located at the limit of oceanic, continental and Mediterranean climatic influences. This specificity led to a level of biodiversity exceptional but particularly sensitive to global changes. We used a pluridisciplinary paleocological approach by means of pedoanthracology and dendrochronology applied in old growth forests of Larch (Larix decidua), Stone pine (Pinus cembra) and Fir (Abies alba) to assess the present forest dynamics and to contribute to forecast the probable future forest dynamics. Wood charcoal analyses issued from natural soils sampled in these forests reveal past periods with vegetation composition sometimes quite different from the present one . Larch and Stone pine installed in the early Holocene (respectively 8873-9014 cal. BP and 8702 – 9024 cal. BP). Climate-growth relationship evidence the high sensitivity of both stone pine and fir to hydrological conditions which attests the dry conditions of this massif. In addition to that, the study of the upper limit dynamics of subalpine forests during the Holocene reveals that global changes seem to favour Larch. Whereas pedoanthracology results show permanent succession of Larch and Stone pine at the subalpine vegetation stage over the Holocene period, dendrochronology emphasizes the consequences of global changes: Stone pine gets more and more sensitive to climate warming while Larch seems to benefit of land use changes associated with temperature increase.

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.

Cette thèse a pour objectif de faire le lien entre les dynamiques de végétation et les pratiques agro-sylvo-pastorales dans les Pyrénées sur la longue durée (du Néolithique à nos jours). La discipline choisie est la pédoanthracologie qui permet de réaliser des modèles de reconstitution de la végétation ligneuse incendiée à partir de charbons de bois enfouis dans les sols. Les zones intermédiaires de montagne ont été privilégiées dans ce travail puisqu'elles représentent le lieu de chevauchement de plusieurs activités anthropiques telles que le pastoralisme, l'agriculture et le charbonnage. <br />Pour la première fois la pédoanthracologie est appliquée à la chaîne pyrénéenne : en contexte « hors site » pour la montagne Basque (Pyrénées Atlantiques), le Pays de Sault (Ariège) et le Luchonnais (Haute-Garonne), et en contexte géoarchéologique pour la montagne Cerdane (Pyrénées Orientales). <br />La confrontation avec les données palynologiques, archéologiques et historiques dans le cadre de Programmes Collectifs de Recherches confirme la validité de la démarche pédoanthracologique et permet d'affiner la connaissance des évolutions de la végétation depuis 6000 ans. A une autre échelle de temps, la fiabilité des résultats est mise en avant par la comparaison des données anthracologiques avec les sources historiques de la Réformation du XVIIe siècle. <br />La réalisation d'un protocole de prélèvement des charbons, adapté aux structures géoarchéologiques complexes que sont les terrasses de culture, montre l'intérêt de l'étude des charbons de bois pour donner une première estimation chronologique concernant les paléovégétations par rapport à la construction de terrasses depuis au moins l'Age du Bronze.

Sur la base de constats globaux concernant l’importance d’appliquer des modes de gestion durable des zones forestières et le manque d’investigation concernant l’histoire passée des feux en Europe centrale, il a été entrepris de reconstruire l’histoire des événements de feux et de la dynamique forestière pour des sites d’étude en Allemagne. L’ensemble des données obtenues et analysées ont été utilisées pour l’évaluation du niveau de naturalité des sites étudiés, cette notion étant essentielle pour la mise en place d’une gestion durable, et/ou pour des projets de conservation et / ou de restauration des systèmes perturbés. Concernant les dynamiques des écosystèmes en Europe centrale, il a été souvent mis en évidence que l’homme joue un rôle essentiel depuis des millénaires. Par conséquent, l’approche historique des événements de feux et de la dynamique forestière à été réalisée sur de longues échelles temporelles. Neuf sites d’étude ont été sélectionnés incluant une large gamme de systèmes forestiers d’Europe centrale. Les sites d’études sont répartis dans deux zones générales d’étude : le nord de l’Allemagne (Schleswig-Holstein), qui comprend quatre sites d’étude, et le centre de l’Allemagne (le Harz), qui comprend cinq sites d’étude. Quatre disciplines ont été principalement utilisées. Pour définir l’état actuel des sites d’études ceux-ci ont été caractérisés, utilisant divers indicateurs dendrométriques concernant la structure et la composition des parcelles analysées. Pour obtenir des informations à propos de la dynamique forestière des peuplements forestiers en place des analyses dendroécologiques ont été utilisées. Pour analyser la dynamique forestière sur une longue échelle temporelle, à une échelle spatiale comparable, des analyses pédoanthracologiques ont été menées, combinées à des analyses de sols. De plus, des analyses anthracologiques de séquences de tourbes ont été réalisées, fournissant, combinées avec les données pedoanthracologiques, des enseignements à propos de l’histoire des incendies. L’état actuel et la dynamique forestière récente des sites étudiés indiquent divers niveaux de complexité des peuplements forestiers, correspondant souvent à divers niveaux postulés d’impact anthropique. Il a été obtenu huit chronologies moyennes, standardisées en haute et moyenne fréquences, âgées au maximum de 1744 et au minimum de 1923 ans. A partir de ces chronologies des changements dans les conditions de croissance de peuplements forestiers ont été mises en évidence. Basées sur un ensemble de 71 charbons de bois datés par radiocarbone, il a été mis en évidence, à l’échelle locale et globale, deux principales phases présentant plus d’événements de feux datés, une durant le Pléistocène supérieur/Holocène inférieur, une autre durant l’Holocène supérieur. Pour les deux phases identifiées des forçages climatique et anthropogénique ont été respectivement postulés comme déterminisme des occurrences de feux. Finalement, les différentes données collectées ont été utilisées de façon combinée pour reconstruire l’histoire des feux et des forêts des sites étudiés, afin de contribuer à l’évaluation de leur niveau de naturalité. / Considering two global observations in Central Europe of, firstly, the need for, and development of, sustainable and biological conservation practices for forest and/or woodland areas and, secondly, the lack of long-term fire history, an attempt has been made to reconstruct the fire and the forest history at several investigation sites in Germany. The overall data set gathered and analyzed has been used for on-site naturalness assessment. This latter notion is crucial for forest system conservation/restoration planning, considering the past human impact on forest dynamics. Also, in view of this past human impact on forest systems, which is well-documented for Central Europe, as occurring on a multi-millennium scale, an historical perspective perceptive that combined a long and short temporal scale of investigation was used.Nine investigation sites were selected, in order to include various and representative types of Central European forest. Therefore, the investigation sites were located in two main investigation areas. One is in Northern Germany (Schleswig-Holstein) and includes four investigation sites. The other is in Central Germany (Harz Mountains) and includes five investigation sites. Four main approaches were used. To assess the current state of the investigated site, forest stand characterization was undertaken (i.e. based on various forest attributes that concern stand structure and composition). Tree ring series were analyzed to provide insights about short-term forest tree population dynamics. Then, charcoal records from soil (combined with soil analysis) and peat sequences were qualitatively and quantitatively analyzed. These last two approaches also provide information about the past fire history. Forest current and short-term dynamics illustrated various levels of stand complexity, often corresponding to various levels of human impact that had been postulated. Eight mean site tree-ring chronologies, standardized in high and mid-frequency signal, spanning at a maximum of up to AD 1744 and at a minimum of up to AD 1923, were obtained. The insight, about the identification of events of growing changes and the correlated temporal and, if possible, spatial patterns, was discussed. Charcoal analysis provided a long-term insight about fire history. Based on 71 charcoal radiocarbon dates, it was shown on a macro-scale that there were two phases that had a greater frequency of fire - one during the transition from the late Pleistocene to the early Holocene, and one during the mid- and late Holocene. A strong human control during the most recent fire phase has been postulated. This is supported by on-site soil and peat charcoal record analysis, allowing one to point out the event of environmental changes (disturbances), at local scales. In the end, the on-site data from the various indicators were combined to assess the fire and forest history and the naturalness level of the investigated sites, based on past insights, thereby contributing to a better understanding of the present and helping to anticipate the future.