La relation diversité-productivité est au cœur des enjeux actuels dans de nombreux écosystèmes. Dans l’étude de cette relation en peuplements forestiers, un aspect de la diversité a été longtemps négligé : l’hétérogénéité des tailles. Nous nous intéressons à l’effet de l’hétérogénéité des tailles sur la production en peuplements purs et mélangés et à ses interactions avec les traits fonctionnels des espèces. L’utilisation de données de l’inventaire forestier national nous a permis de démontrer un effet globalement négatif de l’hétérogénéité des tailles en peuplements purs de différentes espèces ainsi qu'en peuplements mélangés. Dans ce dernier cas, nous avons mis en évidence un effet positif sur la production de la richesse spécifique et un effet positif d’une diminution de la tolérance à l’ombre avec la taille des arbres c’est à dire lorsque les espèces les moins tolérantes dominent la canopée. Nous discutons les intérêts et limites de de ces résultats et leurs conséquences à plus ou moins long terme pour la stabilité et la résilience des peuplements forestiers. / Understanding the link between diversity ecosystem functioning has been a major topic of ecology for the last decades. When studying the relationship between diversity and productivity in tree populations and communities, size heterogeneity has often been disregarded. Our study focuses on the effect of size heterogeneity on the production of pure and mixed forest stands as wells its interactions with species’ functional traits. By using national forest inventory data, we were able to demonstrate a negative effect of size heterogeneity in both pure and mixed stands. In the latter case, we showed a positive effect of species richness as well as a positive effect of a decrease of shade tolerance with tree size, i.e. when the less tolerant species are dominant in the overstorey. We propose potential mechanisms to explain our results and discuss the consequences of such findings at larger time scale for the stability and resilience of forest stands.

Un des défis les plus pressants offerts aux écologistes des communautés actuellement consiste à prédire la réponse des assemblages d'espèces au changement environnemental global. Les études départageant la contribution de la variation observée à l'intérieur des espèces et entre les espèces à la variation fonctionnelle observée entre les communautés le long de gradients environnementaux spatiaux sont particulièrement utiles à cette fin. Elles permettent en effet d'évaluer la part que l'adaptation locale et la plasticité phénotypique (variation intraspécifique), en plus du renouvellement en espèces (variation interspécifique), pourraient jouer dans la médiation des changements environnementaux par les communautés végétales. Ce mémoire vise à évaluer la contribution de la variation intraspécifique au renouvellement en traits entre des communautés végétales le long d'un flanc de montagne, ainsi que les contextes environnementaux et écologiques dans lesquels une plus grande ou plus faible contribution de cette variation intraspécifique pourrait être attendue. Pour ce faire, j’ai quantifié la variation dans trois traits fonctionnels distincts (phénologie florale, surface foliaire spécifique et hauteur) entre, et à l'intérieur de 51 espèces végétales herbacées de sous-bois distribuées entre des communautés couvrant une transition de la forêt de feuillus à la forêt boréale (Parc national du Mont-Mégantic, Qc). Je présente également un nouveau cadre conceptuel établissant des hypothèses et prédictions sur les contextes environnementaux et écologiques pouvant déterminer la magnitude de la contribution de la variation intraspécifique à l'association trait-environnement entre les communautés végétales, que je teste à l'aide de ce jeu de données. Je rapporte que l'importance relative de la variation intraspécifique au renouvellement fonctionnel entre les communautés est dépendante de l'axe environnemental considéré, étant la plus forte le long d'axes non-climatiques, soit l'ouverture de la canopée et l'acidité du sol. Cette contribution est également déterminée de façon importante par la structure des réponses des espèces au gradient, en particulier par la direction et la magnitude de la variation intraspécifique dans l'espèce la plus abondante, la cohérence dans la direction de la réponse fonctionnelle des espèces à la variation environnementale et les patrons d'association trait-abondance à l'intérieur des espèces. Mon étude souligne l'importance de considérer les patrons sous-jacents à la contribution de la variation intraspécifique dans l'évaluation des sources de l'association trait-environnement entre les communautés végétales et propose des bases empiriques fortes pour améliorer les prédictions des réponses phénologique et végétative des communautés au changement environnemental global.

Le déclin actuel de la biodiversité a poussé un grand nombre d’études à s’intéresser aux relations entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. La diversité intraspécifique est une facette centrale de la biodiversité qui permet aux espèces de s’adapter aux variations environnementales et dont l’importance écologique est de plus en plus examinée. A l’aide d’une méta-analyse synthétisant des données sur plusieurs espèces et écosystèmes, nous avons démontré qu’un changement de la diversité intraspécifique peut avoir des conséquences écologiques aussi fortes qu’un changement de la diversité spécifique. Ensuite, au travers d’études empiriques nous avons étudié la diversité fonctionnelle et trophique de populations sauvages de vairons (Phoxinus phoxinus), une espèce de poisson abondante en rivière. Une forte variabilité fonctionnelle et trophique a été montrée entre populations de vairons. Cette diversité était structurée de manière complexe du fait de l’action jointe des conditions environnementales, de facteurs évolutifs et des multiples liens existants entre les traits et la niche trophique. Par ailleurs, nous avons montré expérimentalement que les différences fonctionnelles entre populations de vairons pouvaient engendrer des conséquences écologiques aussi fortes qu’une augmentation de la température. De plus, des populations plus diversifiées génétiquement soutenaient des diversités spécifiques élevées puis augmentaient l’intensité des processus écosystémiques. Ces travaux mettent en évidence que la diversité intraspécifique est une composante essentielle de la biodiversité qui doit être considérée comme un facteur majeur affectant la structure des communautés et le fonctionnement des écosystèmes

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...).

L'objectif de cette étude a été d'évaluer la productivité et la valeur nutritive de 13 espèces de graminées natives, issues de prairies permanentes de fertilité moyenne, et de comprendre les bases fonctionnelles de ces processus grâce à la mesure de traits fonctionnels aériens. Ces espèces ont été cultivées en culture pure dans un dispositif factoriel complet, croisant deux facteurs de gestion : la fréquence de coupe (3 ou 6 coupes par an) et le niveau de fertilisation azotée (120 et 360 kg N ha-1 an-1). Nous montrons que des syndromes distincts de traits d'effet déterminent la productivité et la valeur nutritive. Les différences de nutrition azotée (indice de nutrition et efficience d'utilisation de l'azote) entre espèces affectent la productivité aérienne. Deux traits (teneur en azote et teneur en matière sèche des limbes) se démarquent comme indicateurs de la productivité et de la valeur nutritive des espèces étudiées. Celles ci ont été classées en quatre groupes selon la valeur de leurs traits. Une augmentation de la fréquence de coupe a modifié des traits foliaires entraînant une baisse de digestibilité des limbes, ce qui a été interprété comme une stratégie d'évitement du pâturage. Une réduction de l'apport d'azote a entraîné une augmentation de la teneur en matière sèche et de la durée de vie des feuilles, ce qui a été interprété comme une stratégie de conservation des nutriments. Les espèces issues d'habitats plus perturbés présentaient des valeurs de traits qui tendaient à réduire leur digestibilité. Nos résultats soulignent la diversité fonctionnelle élevée des graminées prairiales, diversité qui contribue à la coexistence de ces espèces dans la prairie permanente et favorise la stabilité de la production et de la valeur nutritive dans cet écosystème.

Les agroécosystèmes bananiers aux Antilles, longtemps menés en monocultures intensives, ont pris le virage d’une gestion agro-écologique depuis la mise en place du Plan Banane Durable en 2009. Pour atteindre l’objectif de diminution de l’utilisation des intrants chimiques, l’introduction de plantes de services (PdS) destinées à accomplir des services écosystémiques est à l’étude pour concilier au mieux les enjeux agronomiques et environnementaux. Parmi ces services, la régulation biologique des adventices par les PdS nécessite d’introduire des espèces ayant une bonne aptitude à la compétition pour la lumière vis-à-vis des adventices. Néanmoins la réalisation de ce service ne doit pas engendrer un dis-service vis à vis de la production agricole par les bananiers en provoquant une compétition pour les ressources minérales et hydriques du sol. Une bonne connaissance des processus de compétition aérienne et souterraine mis en place par les PdS est alors indispensable pour raisonner leur utilisation dans le système de culture. Nous avons choisi une approche par traits fonctionnels pour caractériser les espèces de cet agrosystème très anthropisé car l’étude exhaustive de processus écophysiologiques n’est pas adaptée pour le grand panel de plantes de services potentiellement utilisables. Nous faisons l’hypothèse qu’une combinaison de valeur de traits fonctionnels liés à l’acquisition et l’utilisation des ressources du milieu reflète une stratégie de compétition. Les objectifs de cette thèse sont de 1) caractériser un panel d’espèces de PdS potentielles et d’adventices ainsi que deux cultivars de bananiers selon des traits fonctionnels liés à l’acquisition et l’utilisation des ressources aériennes et souterraines, 2) identifier des stratégies de compétition sur la base des combinaisons de valeur de traits obtenus pour chaque espèce et 3) comparer les effets compétitifs des espèces en fonction de leur stratégie de compétition. Cette étude repose sur un travail bibliographique pour identifier les traits d’intérêts, une première expérimentation au champ pour caractériser la stratégie de compétition des différentes espèces par la mesure de traits fonctionnels sur des plantes isolées et en situation de ressources non limitantes et sur une deuxième expérimentation au champ pour caractériser les relations de compétition entre espèces en fonction de leur stratégie respective. L’analyse des résultats a permis de construire deux classifications des espèces en fonction de leur stratégie, l’une basée sur les traits de compétition pour la lumière et l’autre basée sur les traits de compétition pour les ressources du sol. Nos résultats ont permis de distinguer 4 stratégies de compétition aérienne pour la lumière (« ombrage », « obstruction », « étouffement faible », étouffement fort») et 4 stratégies de compétition souterraine pour les ressources du sol (« exploration », « occupation », « exploitation », « neutre »). Les espèces du panel ont été replacées sur les grands axes de différenciation d’espèces de l’écologie opposant des stratégies de conservation et de capture des ressources. Les résultats ne mettent pas en évidence de liens entre stratégies aériennes et souterraines. Ces classifications fonctionnelles peuvent être utilisées pour identifier les espèces les plus adaptées, a priori, au contrôle des adventices dans le système de culture bananier aux Antilles. L’utilisation de traits fonctionnels dans un contexte agronomique a permis d’acquérir une meilleure connaissance des aptitudes des espèces à la compétition et ouvre des perspectives quant à la création d’un outil d’aide au choix des espèces composant des couverts multi-espèces. / Banana agro-ecosystems in the French West Indies have relied for a long time on intensive monocultures. A shift to agroecological management practices have been made since the “Plan Banane Durable” program in 2009. To achieve the aim of reducing the use of chemical inputs, the introduction of cover plants to deliver agroecosystem services under study to reconcile agronomic and environmental issues. These services include the biological control of weeds by cover plants which requires to introduce cover plant species with a good ability to compete for light towards weeds. However the introduction of cover plants should not cause a dis-service by reducing the production of bananas through a competition for mineral and water soil resources. A better knowledge of aboveground and belowground competition process by cover plants is then essential to reason their use in cropping systems. We chose an approach based on functional traits to characterize plant species from this very anthropized agroecosystem because an exhaustive study of the ecophysiological processes underlying competition is not suitable for a large panel of potentially useful cover plant species. We assume that a combination of values of functional traits related to the acquisition and use of resources reflects a strategy of competition. The objectives of this thesis were 1) to characterize a panel of potential cover plant and weed species as well as two banana cultivars according to functional traits related to the acquisition and use of aboveground and belowground resources, 2) identify competition strategies on the basis of the combinations of trait values obtained for each species and 3) comparing the competitive effects of the species as a function of their competition strategies. This study is based on a bibliographic work to identify traits of interest, a first field experiment to characterize the competition strategy of the different species by measuring functional traits on plants grown individually and in non-limiting resources conditions and a second field experiment to characterize the competitive relationships between species according to their respective competitive strategies. The analysis of the results allowed us to build two classifications of species according to their strategy, one based on competitive traits for light and the other one based on the competitive traits for soil resources. Our results allowed to distinguish four aboveground competition strategies for light ("shade", "obstruction," "smothering low”," strong smothering ") and four belowground competition strategies for soil resources (" exploration "," occupation "" exploitation, "" neutral "). The species of the panel were replaced on the main axes of differentiation between species in ecology opposing resource conservation and capture strategies. The results do not show links between aboveground and belowground strategies. These functional classifications can be used to identify the most qualified species, a priori, to be used in banana cropping systems of the French West Indies. The use of functional traits in an agronomic context enabled us to acquire a better knowledge of the species competition abilities and opens perspectives for the establishment of a decision-making tool for the choice of species to include in multi-species cover.

Dans les prairies subalpines, l’abandon de certaines pratiques agricoles (fertilisation, fauche ou pâturage) ou à l’inverse, leurs intensifications entrainent une altération de la diversité fonctionnelle et spécifique des végétaux, de l’activité microbienne du sol ainsi que de la disponibilité de l’azote du sol et des processus de transformation de l’azote. L’hypothèse émise concerne les changements dans la distribution de la dominance des traits de plantes qui agiraient comme un déterminant important sur la productivité des plantes, la diversité fonctionnelle des micro-organismes du sol et sur les mécanismes des cycles de l’azote (N) et du carbone (C). Les hypothèses testées sont que : (i) l’augmentation de la dominance des traits liés aux stratégies conservatives et exploitatives promeut les espèces bactériennes K et r sélectionnées ; et (ii) ces interactions plantes-micro-organismes établiront les rythmes des cycles de l’N et du C et donc les services écologiques associés. L’approche originale de ce projet consiste en une étude de quatre espèces que l’on retrouve sur les prairies typique des bassins versant agricoles subalpins: deux espèces de monocotylédone et deux espèces dicotylédones, avec une espèce à stratégie conservative et une espèce à stratégie exploitative pour chacun des groupes. Ces plantes seront cultivées avec un sol pauvre en nutriment qui subira ou non un traitement de fertilisation ; ce qui permettra un contrôle de la disponibilité en N du sol. En parallèle, l’étude d’un mésocosme contenant un sol inoculé sera effectuée avec pour objectif de préciser le rôle des micro-organismes dans les mécanismes de rétroaction entre le sol et les plantes. Dans le cadre du projet (VITAL, EU Biodiversa) dans laquelle entre cette étude, ces mêmes espèces seront cultivées dans les Alpes autrichiennes et dans les prairies du Royaume-Unis. In subalpine grasslands, the neglect of some agricultural practices (fertilization, mowing or pasture) or on the contrary, their intensification involve a deterioration of the functional and specific diversity of plant, soil microbial diversity as well as soil nitrogen availability and nitrogen transformation processes. Our overarching hypothesis is that changes in the dominance distribution of plant traits will act as an important determinant of plant productivity, microbial functional diversity and carbon and nitrogen cycling. The hypothesis tested are that: (i) increased dominance of traits linked to conservative or exploitative strategies promotes K and r-selected microbial species; and (ii) these plant-microbial linkages will determine carbon and nitrogen cycling rates, and hence the associated ecosystem services. The original approach of this project consists studying four species from the typical grasslands of subalpine agricultural mountainside basins: two grasses species and two forbs species, with conservative strategiy species and exploitative strategy species for each group. These plants will be cultivated with low nutrient soil which will undergo or not fertilization treatement to control soil nitrogen availability. In a parallel study, mesocoms containing an inoculated soil will be carried out to clarify the role of microbe in plant-soil feedback processes. Thanks to the EU framework of the project (VITAL, EU Biodiversa) in which enters this study, these same species will be cultivated in the Austrian Alps and the United Kingdom grasslands. / Plant communities are strongly linked with soil microbial communities through symbiotic or resource competitive interactions. Plant functional traits have been often used to study these relationships and have highlighted, for example, plant litter or root exudate effects on soil microbial communities. However, few studies have taken into account both leaf and root functional traits to elucidate plant-microbe relationships. My thesis work has focused on functional approach of aboveground and belowground plant traits and microbial functional parameters of nitrogen (N) cycle. My main objective was to understand subtle mechanisms implied in plant-microbes relationships and their impacts on ecosystem functioning. These researches have greatly benefited from experiments based on a gradient of nested scales ranging from individual to ecosystem, with an intermediary step using artificial plant communities in controlled conditions. Methodologies varied from isotope labeling of nitrogen fluxes to enzymatic activities and abundances of key microbial genes of N cycling. I have shown close relationships between plant functional traits and microbial functional parameters. I found that root functional traits were the plant functional traits to be principally implied in relationships with microbial communities related to N cycling, particularly those related to denitrifying activities. I have also shown that ecosystem functioning is the result of the influence of plant and microbial interactions, and that the influence of one or the other was modulated by soil nutrient availability. Finally, my results suggest that responses of plant species to nutrient availability, in turn influence microbial communities related to N cycling to favor either recycling or retention of nitrogen nutrients.

Les effets des activités humaines sur la qualité et le fonctionnement des sols ont été évalués. En complément de biotests effectués au laboratoire, la composition et les changements de structure des communautés d'arthropodes en sols urbains ont été analysés, afin de comprendre l'influence de la contamination métallique sur les organismes du sol. Par ailleurs, une comparaison entre les sols urbains, agricoles, industriels et forestiers a été réalisée, à travers l'analyse de la composition en espèces et des traits fonctionnels des collemboles. Les analyses de la communauté d'organismes du sol a été réalisée deux fois par an pour évaluer le rôle de la saisonnalité. Les différentes activités anthropiques, qui provoquent des changements au niveau de la couverture végétale, de la quantité de matière organique et de l'accumulation d'éléments et de composés dangereux, altèrent principalement les sols agricoles et urbains. En environnement urbain, les abondances d'organismes du sol ont été fortement réduites pour les niveaux élevés de contamination métallique, tandis que la teneur en matière organique et les conditions climatiques ont joué le rôle principal pour les niveaux de contamination faible et intermédiaire. La communauté des collemboles a montré une forte réduction de la diversité en espèces dans les sols agricoles. La distribution des traits fonctionnels des Collemboles a été principalement influencée par la présence et le type de litière et les apports de contaminants. En particulier, le milieu agricole a favorisé les organismes adaptés à la vie en surface, alors que les sols forestiers ont favorisé les organismes présentant des caractéristiques euedaphiques. Les sols industriels et urbains ont montré la présence d'organismes avec des caractéristiques à la fois épiedaphiques et euedaphiques / The effects of human-mediated activities on soil quality and functioning have been assessed. Composition and changes in arthropod community structure and laboratory bioassays were performed on urban soils in order to understand the roles of metal contamination on soil organism activities and distribution. Then, comparison of urban, agricultural, industrial and forest soils were performed, monitoring Collembola species and functional traits composition, in order to assess if the impact of urban environment is greater than other kinds of anthropization. Soil organism community was analysed twice a years for evaluating the role of seasonality on anthropic impacted soils. The different kinds of anthropization firstly affected the abiotic properties of the sites. Agricultural and urban soils were the most impacted soils by human activities, which cause changes in vegetation cover, organic matter amounts and accumulation of hazardous elements and compounds. Soils organisms responded to soil abiotic modifications. In particular, in urban environment soil organisms were strongly reduced at high level of metal contamination, whereas organic matter content and climatic conditions played the main role at low-intermediate soil contamination. Collembola community showed a strong reduction in species richness in agricultural soils, with a consequent domination of few tolerant species. Collembola functional trait distribution was mainly affected by the presence and the type of litter and inputs of contaminants. In particular, agricultural environment favoured organisms with traits adapted to soil life surface, whereas forest soils favoured organisms with euedaphic characteristics. Industrial and urban soils showed organisms with both epiedaphic and euedaphic characteristics

La perte de biodiversité due à la destruction des écosystèmes est un des défis majeurs de notre temps. Dans ce cadre, l‘identification des mécanismes régissant l’assemblage des communautés de plantes est une étape cruciale pour comprendre leur fonctionnement. L’étude des caractéristiques morpho-physiologiques des organismes qui influencent leur performance (traits fonctionnels), permet, en théorie, de comprendre et de mesurer l’amplitude des mécanismes qui déterminent la composition des communautés. L’utilisation de méthodes combinant à la fois cette approche fonctionnelle et une autre basée sur les distances phylogénétiques entre espèces connait un succès croissant. Par ailleurs, l’importance de la variabilité des traits au sein des espèces est de plus en plus mise en avant pour expliquer les interactions entre organismes ainsi qu’avec leur environnement. Bien que l’étude des mécanismes d’assemblage des communautés par l’utilisation des traits fonctionnels soit maintenant populaire en écologie, les communautés de plantes se développant sur des sols enrichis en éléments traces métalliques (ETM) restent quasiment inexplorées de ce point de vue. Dans la région du Haut-Katanga (sud-est de la République Démocratique du Congo), une anomalie géologique a produit des collines sur lesquelles des gradients naturels en cuivre et en cobalt ont sélectionné une végétation tout à fait originale. De la base au sommet de ces « collines de cuivre », les teneurs en cuivre varient de 10 à plus de 10 000 mg.kg-1 et celles en cobalt de 10 à plus de 1000 mg.kg-1 dans le sol. On observe le long de ces gradients plusieurs communautés végétales contrastées comprenant plusieurs taxa endémiques. Cependant, ces écosystèmes sont parmi les plus menacés sur la planète, l’exploitation minière du cuivre et du cobalt détruisant totalement leurs végétations. Dans cette thèse, j’étudie l’amplitude de la variation fonctionnelle dans ces communautés, les patterns de diversité fonctionnelle et phylogénétique ainsi que les covariations entre traits, sur base de plusieurs indices uni- et multivariés, le long d’un gradient d’ETM. De plus j’évalue la contribution de la variabilité intraspécifique des traits à la variation fonctionnelle des communautés ainsi que l’importance de la variation populationnelle pour comprendre la variation intraspécifique chez une espèce à large niche. Le long du gradient d’ETM, on remarque une variation de l’importance des mécanismes d’assemblage :sur les sols pauvres en ETM, une grande diversité de stratégies fonctionnelles permet la coexistence des espèces dans des conditions de compétition intense pour les ressources. Sur les sols riches en ETM, un filtre environnemental imposé par les particularités édaphiques sélectionne un sous ensemble de valeurs et des combinaisons de traits fonctionnels permettant la survie dans ces conditions. Bien que la majorité des espèces possède une niche restreinte le long du gradient d’ETM, quelques unes possèdent une large niche réalisée. Celles-ci peuvent montrer des variations importantes de valeurs de traits en réponse au gradient local d’ETM mais également des variations populationnelles. Une part de cette variation intraspécifique pourrait être d’origine génétique, la toxicité du métal représentant un filtre environnemental puissant, même à courte distance. La mise en place d’expériences de transplantation et l’étude de la diversité génétique des populations permettraient de confirmer les hypothèses soulevées par ce travail. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le bleuet sauvage (Vaccinium angustifolium ait.) se distingue des autres plantes agronomiques par le fait qu’elle est une plante pérenne, de sous-bois, dont les populations sont aménagées en bleuetière, après déboisement et élimination des autres espèces. Au Québec, et en particulier dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean, la production du bleuet sauvage est importante mais reste très variable d'une année à l'autre. Les dégâts de gel et l’apparition de zones dénudées de végétation, où le bleuet ne s’établit plus, contribuent à diminuer cette production. Pour tenter d'améliorer les rendements et répondre à ces problématiques, ce projet de recherche vise à valoriser les traits fonctionnels du bleuet sauvage, c’est-à-dire ses caractéristiques morphologiques, physiologiques ou phénologiques. Une couche de neige permet au bleuet sauvage de survivre à la rigueur de l’hiver. Cependant, dans un contexte où les champs constituent d’importantes surfaces, celle-ci est balayée par les vents. L’utilisation de haies brise-vent est largement répandue dans la région et permet d’accumuler la neige au sol. Dans ce premier volet, nous cherchions à déterminer l’efficacité de ces haies brise-vents à protéger les plants de bleuets pendant l’hiver. Nous avons ainsi mesuré la profondeur de neige le long de transects perpendiculaires à différentes haies brise-vent, sur deux bleuetières du Saguenay-Lac-Saint-Jean, à l’hiver 2015 et 2016. A l’été 2015, nous avons ensuite mesuré les dégâts liés au gel sur les plants de bleuets situés aux mêmes endroits que les mesures de neige de l’hiver précédent. Nous avons d’abord trouvé un patron de distribution semblable entre les années pour la moitié des transects, ce qui confirme l’implication des haies brise-vent dans l’étalement de la neige. Nos résultats montrent ensuite que, pour au moins l’une des deux bleuetières, le gel hivernal pourrait être responsable des pertes de rendements et que l’architecture des haies brise-vent nécessite d’être améliorée. En effet, l’étalement de la neige était loin d’être uniforme et ne permettait pas d’assurer une protection pour l’ensemble du champ si cette distribution coïncide avec de faibles températures. L’efficacité des haies brise-vent est souvent évaluée par le rendement, mais ce dernier peut être influencé par plusieurs autres facteurs (pollinisation, ensoleillement, etc). D’après nos résultats, une seule mesure d’épaisseur de neige pendant l’hiver semble donner une bonne idée de l’efficacité de ces haies brise-vent et nous parait nécessaire avant d’entreprendre une étude sur leur architecture. Dans un second volet, nous cherchions à stimuler la croissance des rhizomes pour permettre leur propagation, en vue de recoloniser les zones dénudées en bleuetière. Deux dispositifs ont été implantés, un premier en mésocosme puis un second en champ. Pour recréer des conditions environnementales plus proches du milieu naturel que de celles rencontrées en champ, les traitements appliqués visaient à manipuler et à mesurer l’impact de deux facteurs sur la croissance du rhizome : l’intensité lumineuse et l’apport de matière organique. L’expérience en condition contrôlée n’a pas été probante et ne nous a pas permis de conclure quant à l’efficacité d’un traitement pour stimuler les rhizomes du bleuet sauvage. Les raisons sont discutées plus loin dans ce mémoire. L’expérience en champ apportera peut-être plus de résultats dans l’avenir.