Contexte: La fragmentation des habitats induisant une diminution de leur surface, de leur connectivité et une augmentation de la zone de contact avec d’autres milieux constitue l’une des menaces majeures pour le maintien de la biodiversité. Les effets de la fragmentation ne doivent pas être confondus avec les perturbations transitoires liées à un morcellement de l’habitat par une déforestation récente. Les îlots forestiers du Chaco humide, situés sur des monticules légèrement surélevés par rapport à la savane environnante qui est régulièrement inondée et brûlée, constituent un système naturellement fragmenté propice à l’étude des effets de la fragmentation sensu stricto. Dans ces forêts subtropicales sèches, comme dans la plupart des écosystèmes terrestres, les fourmis constituent l’un des organismes les plus abondants. Objectif: Le but principal de la thèse a été de déterminer, à trois échelles spatiales, les facteurs influençant la structure des assemblages de fourmis terricoles : (1) à l’échelle du microhabitat constitué par la litière de feuilles et la couverture végétale dominée par des broméliacées terrestres ; (2) à l’échelle du fragment forestier dont la surface, la forme et l’isolement est variable ; (3) à l’échelle du paysage, constitué de forêt et de savane, soumis à des feux périodiques, et au niveau duquel nous nous sommes intéressés aux effets de bord se produisant à l’interface entre les deux milieux. Méthode: Le site d’étude est la forêt naturellement fragmentée du Parc national Rio Pilcomayo localisé dans le Chaco humide argentin. Onze fragments forestiers de taille (± 2.5ha, 25ha et 250ha), de forme et de degré d’isolation divers ont été échantillonnés ainsi que la savane environnante, récemment brûlée ou non. La diversité et la densité des fourmis a été quantifiée au moyen d’un protocole standardisé (« protocole A.L.L. ») qui a été préalablement calibré pour en définir la représentativité. Ce protocole consiste en un transect de 200m le long duquel sont placés, à intervalles de 10m, des pièges à fosse et des quadrats délimitant 1m² de litière de feuilles. La faune vivant dans la litière est ensuite extraite au moyen d’un dispositif appelé Winkler. Le calibrage du protocole a été réalisé en suréchantillonnant 8 fois le transect (160 points d’échantillonnage au lieu de 20). Cet échantillonnage quasi exhaustif de 200m² a permis de comparer l’estimation du nombre d’espèces obtenue par le transect standardisé ALL avec sa valeur réelle et d’étudier la distribution des espèces à l’échelle du mètre. Les facteurs du microhabitat les plus susceptibles d’influencer la distribution des fourmis (quantité de litière et densité de broméliacées) ont été mesurés systématiquement le long des transects. Pour l’étude de la distribution des fourmis depuis le coeur d’un grand fragment jusque dans la savane, des transects de 500m ont été utilisés et ont permis de mesurer des effets de bords éventuels. Un total de 800 Winkler et 560 pièges à fosses ont été analysés lors de cette étude. Résultats: Un transect standardisé A.L.L. permet d’obtenir, à partir de 20 échantillons et de méthodes analytiques adéquate, une estimation fiable de la richesse locale au sein de 200m² mais n’est pas toujours représentatif de la fréquence relative des espèces. Au total, 150 espèces de fourmis ont été récoltées dont 130 en forêt et 79 en savane (dont 59 espèces communes aux deux milieux). Au niveau du micro-habitat, on observe pour certaines espèces des pics périodiques d’abondance (maximum tous les 10m) correspondant vraisemblablement à l’emplacement des colonies qui s’espacent pour diminuer la compétition intraspécifique. Associé aux micrconvexités topographiques l’on observe également des pics de densité de broméliacées et de quantité de litière qui favorisent une grande densité d’espèces différentes de fourmis. À l’échelle de l’habitat, les îlots forestiers petits et isolés sont les moins riches, principalement en espèces typiquement forestières. Dans les larges fragments, les espèces typiquement forestières se distribuent indépendamment de la distance les séparant du bord. Quelques espèces typiques de savane pénètrent en bordure de forêt et provoquent une plus grande variabilité de la faune récoltée au sein des quadrats de litière situés à cet endroit. Cependant, aucun pic de diversité correspondant à une zone de superposition d’espèces de bord et de centre n’a été observé au sein des fragments forestiers. Les feux de savane modifient la fréquence relative des espèces les plus communes mais n’affectent pas la richesse globale du milieu et ne pénètrent pas dans la forêt. Conclusions: Le protocole standardisé ALL, utilisé couramment par de nombreuses équipes de chercheurs à travers le monde, mais qui n’avait encore jamais été réellement calibré avant notre étude, apparaît comme une méthode minimale mais suffisante pour déterminer la richesse locale en fourmis d’une forêt du Chaco humide. Ce calibrage a permis, en outre, de mettre en évidence un taux important de renouvellement des espèces à l’échelle du mètre carré. Nos résultats soutiennent l’idée que la disponibilité en ressources favorables, plus que la compétition interspécifique, est un mécanisme majeur structurant les assemblages de fourmis des litières. À l’échelle du micro-habitat, un grand nombre d’espèces de fourmis forestières coexistent dans les zones riches en matière organique associée à la présence de broméliacées qui apparaissent comme un facteur structurant majeur de la distribution des fourmis. Au niveau de la litière, les colonies de différentes espèces ont des aires de fourragement qui se superposent tandis que les colonies de même espèce ont tendance à s’espacer limitant la compétition pour les mêmes ressources. Un effet de bord, lié à des modifications locales des conditions climatiques et de la structure de la végétation, ne se marque pas au niveau de la myrmécofaune dans ce type de milieu, ce qui explique que l’on n’observe pas le traditionnel pic de diversité au niveau de la zone de transition entre deux milieux. Du point de vue de la conservation des espèces, des fragments forestiers de 15ha, bien connectés, apparaissent comme des conditions minimum pour conserver l’ensemble des espèces de fourmis de l’assemblage.

Bien que la fragmentation des habitats soit reconnue comme une cause majeure de l'érosion de la biodiversité, les mécanismes sous-jacents sont encore mal connus. L'objectif de ce travail est d'identifier les principaux facteurs qui contrôlent l'organisation des communautés végétales forestières, aux différentes échelles spatiales et temporelles et dans différents contextes paysagers. Les espèces végétales vasculaires ont été inventoriées dans les fragments forestiers présents dans 9 fenêtres de 5x5km situées en Picardie (France). Une analyse régressive du paysage a d'abord permis de reconstituer l'histoire du couvert forestier pendant les trois derniers siècles, révélant que le paysage forestier picard était dans une dynamique de fragmentation croissante. L'influence des facteurs locaux, paysagers et historiques sur la richesse et la composition forestière des fragments a ensuite été analysée à l'aide de modèles d'équations structurales ; si la taille du fragment est le principal déterminant, les facteurs paysagers et historiques influencent fortement la présence des espèces herbacées forestières sensu stricto. Une analyse en coordonnées principales de matrices de voisinage couplée à une analyse de redondance avec partition de la variance a permis d'analyser la diversité inter-fragments le long du gradient paysager. Celle-ci apparaît contrôlée par les facteurs locaux en système ancien et peu fragmenté (partition des niches), tandis que la configuration spatiale du paysage devient essentielle en système fragmenté et/ou récent (neutralisme). Une approche « pseudo-diachronique » étudiant l'assemblage des espèces le long du gradient temporel a précisé l'importance relative des mécanismes neutralistes et de partition des niches dans les assemblages locaux des espèces. Une approche plus fine, utilisant des relevés emboîtés, a ensuite montré qu'à une échelle stationnelle (1000m2), la diversité végétale était surtout sous la double dépendance du réservoir régional d'espèces et des caractéristiques édaphiques, tandis qu'à une échelle très locale (1m2), la compétition interspécifique devenait significative. Une étude expérimentale a finalement confirmé que la présence des espèces de forêt ancienne était limitée par leurs faibles capacités de dispersion, alors que celle des espèces de forêt récente apparaissaient fortement limitée par les conditions d'habitat. En précisant l'influence multiscalaire et interactive des facteurs locaux, paysagers, historiques et spatiaux, ce travail contribue à une meilleure connaissance de l'organisation des communautés végétales forestières locales et de leur fonctionnement en métacommunauté.

Contexte: La fragmentation des habitats induisant une diminution de leur surface, de leur connectivité et une augmentation de la zone de contact avec d’autres milieux constitue l’une des menaces majeures pour le maintien de la biodiversité. Les effets de la fragmentation ne doivent pas être confondus avec les perturbations transitoires liées à un morcellement de l’habitat par une déforestation récente. Les îlots forestiers du Chaco humide, situés sur des monticules légèrement surélevés par rapport à la savane environnante qui est régulièrement inondée et brûlée, constituent un système naturellement fragmenté propice à l’étude des effets de la fragmentation sensu stricto. Dans ces forêts subtropicales sèches, comme dans la plupart des écosystèmes terrestres, les fourmis constituent l’un des organismes les plus abondants.<p>Objectif: Le but principal de la thèse a été de déterminer, à trois échelles spatiales, les facteurs influençant la structure des assemblages de fourmis terricoles :(1) à l’échelle du microhabitat constitué par la litière de feuilles et la couverture végétale dominée par des broméliacées terrestres ;(2) à l’échelle du fragment forestier dont la surface, la forme et l’isolement est variable ;(3) à l’échelle du paysage, constitué de forêt et de savane, soumis à des feux périodiques, et au niveau duquel nous nous sommes intéressés aux effets de bord se produisant à l’interface entre les deux milieux.<p>Méthode: Le site d’étude est la forêt naturellement fragmentée du Parc national Rio Pilcomayo localisé dans le Chaco humide argentin. Onze fragments forestiers de taille (± 2.5ha, 25ha et 250ha), de forme et de degré d’isolation divers ont été échantillonnés ainsi que la savane environnante, récemment brûlée ou non. La diversité et la densité des fourmis a été quantifiée au moyen d’un protocole standardisé<p>(« protocole A.L.L. ») qui a été préalablement calibré pour en définir la représentativité. Ce protocole consiste en un transect de 200m le long duquel sont placés, à intervalles de 10m, des pièges à fosse et des quadrats délimitant 1m² de litière de feuilles. La faune vivant dans la litière est ensuite extraite au moyen d’un dispositif appelé Winkler. Le calibrage du protocole a été réalisé en suréchantillonnant 8<p>fois le transect (160 points d’échantillonnage au lieu de 20). Cet échantillonnage quasi exhaustif de 200m² a permis de comparer l’estimation du nombre d’espèces obtenue par le transect standardisé ALL avec sa valeur réelle et d’étudier la distribution des espèces à l’échelle du mètre. Les facteurs du microhabitat les plus susceptibles d’influencer la distribution des fourmis (quantité de litière et densité de broméliacées) ont été mesurés systématiquement le long des transects. Pour l’étude de la distribution des fourmis depuis le coeur d’un grand fragment jusque dans la savane, des transects de 500m ont été utilisés et ont permis de mesurer des effets de bords éventuels. Un total de 800 Winkler et 560 pièges à fosses ont été analysés lors de cette étude.<p>Résultats: Un transect standardisé A.L.L. permet d’obtenir, à partir de 20 échantillons et de méthodes analytiques adéquate, une estimation fiable de la richesse locale au sein de 200m² mais n’est pas toujours représentatif de la fréquence relative des espèces. Au total, 150 espèces de fourmis ont été récoltées dont 130 en forêt et 79 en savane (dont 59 espèces communes aux deux milieux). Au niveau du micro-habitat, on observe pour certaines espèces des pics périodiques d’abondance (maximum tous les 10m) correspondant vraisemblablement à l’emplacement des colonies qui s’espacent pour diminuer la compétition intraspécifique. Associé aux micrconvexités topographiques l’on observe également des pics de densité de broméliacées et de quantité de litière qui favorisent une grande densité d’espèces différentes de fourmis. À l’échelle de l’habitat, les îlots forestiers petits et isolés sont les moins riches, principalement en espèces typiquement forestières. Dans les larges fragments, les espèces typiquement forestières se distribuent indépendamment de la distance les séparant du bord. Quelques espèces typiques de savane pénètrent en bordure de forêt et provoquent une plus grande variabilité de la faune récoltée au sein des quadrats de litière situés à cet endroit. Cependant, aucun pic de diversité<p>correspondant à une zone de superposition d’espèces de bord et de centre n’a été observé au sein des fragments forestiers. Les feux de savane modifient la fréquence relative des espèces les plus communes mais n’affectent pas la richesse globale du milieu et ne pénètrent pas dans la forêt.<p>Conclusions: Le protocole standardisé ALL, utilisé couramment par de nombreuses équipes de<p>chercheurs à travers le monde, mais qui n’avait encore jamais été réellement calibré avant notre étude, apparaît comme une méthode minimale mais suffisante pour déterminer la richesse locale en fourmis d’une forêt du Chaco humide. Ce calibrage a permis, en outre, de mettre en évidence un taux important de renouvellement des espèces à l’échelle du mètre carré. Nos résultats soutiennent l’idée que la disponibilité en ressources favorables, plus que la compétition interspécifique, est un mécanisme majeur<p>structurant les assemblages de fourmis des litières. À l’échelle du micro-habitat, un grand nombre d’espèces de fourmis forestières coexistent dans les zones riches en matière organique associée à la présence de broméliacées qui apparaissent comme un facteur structurant majeur de la distribution des fourmis. Au niveau de la litière, les colonies de différentes espèces ont des aires de fourragement qui se<p>superposent tandis que les colonies de même espèce ont tendance à s’espacer limitant la compétition pour les mêmes ressources. Un effet de bord, lié à des modifications locales des conditions climatiques et de la structure de la végétation, ne se marque pas au niveau de la myrmécofaune dans ce type de milieu, ce qui explique que l’on n’observe pas le traditionnel pic de diversité au niveau de la zone de transition entre deux milieux. Du point de vue de la conservation des espèces, des fragments forestiers de 15ha, bien connectés, apparaissent comme des conditions minimum pour conserver l’ensemble des espèces de fourmis de l’assemblage. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’occupation du sol en zone forestière de Yangambi dans la Cuvette centrale congolaise (RDC) change rapidement et la fragmentation forestière liée à l’agriculture itinérante sur brûlis est devenue l’un des processus dominant la dynamique paysagère. La présente étude s’est fixée comme objectif de suivre une approche microclimatique en transects pour déterminer la zone de lisière entre les jachères herbeuses et les forêts denses, et ce, afin de mieux comprendre les réponses des propriétés physico-chimiques du sol aux changements d’occupation du sol et à la fragmentation forestière. Deux zones les plus appréciées par les paysans pour leurs exploitations agricoles ont été choisies en fonction des unités pédologiques existantes :la série Yangambi et la série Yakonde. Des échantillons non perturbés du sol de 0-10, 10-20 cm, 20-30 cm et perturbés de 0-20 cm ont été prélevés dans les différentes occupations de sols après la détermination de la zone de lisière. Notre démarche a consisté à comparer les propriétés de sols identiques au plan de leur pédogenèse, sous jachère herbeuse, sous lisière et sous couvert forestier, de façon à quantifier l’effet de lisière sur les propriétés des sols, pour mieux connaître les conséquences édaphiques de la fragmentation des forêts par l’agriculture itinérante sur brûlis. <p>Les résultats obtenus ont montré que la zone de lisière entre les jachères et les forêts denses a une largeur de 70 m pour la série Yangambi et 68 m pour la série Yakonde. Les variations microclimatiques de la lisière en terme de température de l’air, sont intermédiaires (moyenne, minima et maxima) entre celles des jachères herbeuses et des forêts denses. La fragmentation des forêts par l’agriculture itinérante sur brûlis modifie profondément les propriétés physico-chimiques de sols dans les couches superficielles. Un des effets de changements d’occupation du sol et de la fragmentation est la présence d’horizons superficiels à texture sableuse au niveau des jachères herbeuses et des lisières forestières. La densité apparente et la conductivité hydraulique ont subit une importante dégradation sous les jachères herbeuses. A l’inverse, la lisière forestière assure une bonne structure conservatrice du sol (faible densité apparente et bonne conductivité hydraulique). Le sol des forêts denses présente des bonnes propriétés physiques et de ce fait, est pris comme référence à partir duquel les effets de dégradation physique du sol peuvent être appréciés. <p>Le potentiel chimique du sol (pH, phosphore assimilable, le taux de saturation en bases et la CECE) est meilleur au niveau des jachères herbeuses et des lisières forestières par rapport aux forêts denses suite à la pratique du brûlis qui permet de restituer au sol une fraction de la minéralomasse forestière par les cendres. Les teneurs en carbone et azote totaux du sol ont été significativement plus élevées sous les lisières forestières que sous les jachères herbeuses et les forêts denses. Les résultats de l’indice de Kamprath ont montré que, les lisières, en plus de contribuer à l’accroissement de carbone organique du sol, tendent à diminuer la toxicité aluminique de sols étudiés. A l’inverse, l’étude a mis en évidence une toxicité aluminique plus élevée sous la jachère herbeuse de la série Yangambi que sous la lisière. En parallèle, nous avons observé une baisse des teneurs en fer sous toutes les jachères et les lisières forestières. <p>Les pratiques de jachères cultivées et d’agroforesterie s’avèrent incontournables pour enrichir ces sols en matière organique, limiter l’érosion liée au brûlis afin de freiner le lessivage des nutriments, éviter le compactage du sol et assurer le maintien à long terme d’une bonne structure conservatrice du sol.<p><p>In the forest zone of Yangambi, located in the Central Congo Basin (DRC), land use is changing rapidly and forest fragmentation due to slash and burn agriculture has become one of the dominant processes of landscape dynamics. This study's main goal is to apply a microclimatic approach in transects to determine the edge area between the fallow grasslands and dense forests, and, in order to better understand the responses of the soil physico-chemical properties to changes in land use and forest fragmentation. Two most popular areas used by farmers have been selected on the basis of the existing soil units: the Yangambi and Yakonde series. Undisturbed soil samples at depths of 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm and the disturbed at 0-20 cm were collected from different the land use types after detecting the edge area. Our approach was to compare the properties of identical soils based on their genesis, under grass fallow, edge and forest cover, so as to quantify the effect of edge on the soil properties, to better understand the edaphic consequences of the forest fragmentation by slash and burn shifting cultivation. <p>The results showed that the edge area between fallow and dense forests has a width of 70 m for the Yangambi series and 68 m for the Yakonde series. Microclimatic variations of the edge in terms of air temperature are intermediate (average, minimum and maximum) between grass fallows and dense forests. The fragmentation of forests by slash and burn shifting cultivation profoundly modifies the physico-chemical properties of soils in the surface layers. One of the effects of changes in land use and fragmentation was the presence of surface layers with more sandy texture in the fallow grassland and forest edges. Bulk density and hydraulic conductivity undergo an important degradation under grass fallows. In contrast, the forest edge ensures a maintenance of the soil structure (low bulk density and good hydraulic conductivity). Dense forest soil has thus good physical properties and therefore is taken as the reference from which the effects of soil physical degradation can be appreciated. <p>The chemical potential of the soil (based on pH, available phosphorus, base saturation and CECE) is better in the grass fallows and forest edges compared to dense forests due to the practice of slash and burn which allows restoration by adding nutrients to the soil through the ashes. The carbon and total nitrogen in the soil were significantly higher under forest edges than in fallow grasslands and dense forests. The results of the-Kamprath index shows the edges, in addition to contributing to an increase in soil organic carbon, tend to decrease the aluminium toxicity of studied soils. By contrast, the study revealed a higher aluminium toxicity under fallow grassland on the Yangambi series that under the edge and the forest. In parallel, we observed a decrease in iron contents in all fallow lands and forest edges. <p>The practices of cultivated fallows and agroforestry are proving unavoidable for enriching these soils in organic material, to reduce erosion related to slash and burn in order to curb the leaching of nutrients, to avoid soil compaction and to maintain a long-term well developed soil structure.<p><p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished