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Le processus d’urbanisation conduit à un ensemble de transformations et perturbations qui peuvent avoir des conséquences sur la flore spontanée. Ce travail de thèse porte sur les communautés végétales des espaces herbacés ordinaires distribués au sein 3 aires urbaines de l’ouest de la France : Angers, Nantes et la Roche-sur-Yon. A travers deux approches, taxonomique et fonctionnelle, l’objectif est d’analyser les variations de diversités et de composition floristiques le long de gradients paysagers (notamment d’urbanisation et de connectivité des habitats). Ces milieux apparaissent diversifiés, tout en ne présentant qu’un faible nombre d’espèces exotiques. Le gradient urbain-rural structure les communautés, établissant notamment de fortes distinctions dans leurs compositions spécifiques, et ce, malgré l’absence de variations en terme de richesse et d’homogénéisation. Ces distinctions sont en lien avec des traits relatifs à leurs exigences écologiques (habitat, pH, humidité, lumière)et au niveau de perturbation plus élevé en ville. Ces relations varient malgré tout selon que l’on considère l’abondance locale ou régionale des espèces suggérant que d’autres mécanismes viennent s’ajouter à ces processus de filtre. La mesure in situ de trois traits fonctionnels (hauteur, SLA et phénologie) montre également l’importance de ce processus de filtre sur les espèces à un niveau intraspécifique. L’ensemble des résultats montre la façon dont ces espèces communes s’assemblent au regard des processus écologiques à l’oeuvre dans des environnements urbains, et permet d’ouvrir des perspect / The process of urbanisation leads to a series of transformations and disturbances that may have consequences for wild plant communities. This thesis presents a study of the plant communities of ordinary grasslands distributed among three cities of western France: Angers, Nantes and La Roche-sur-Yon. Using both taxonomical and functional approaches, the aim is to analyse the variation in plant diversity and composition along landscape gradients, in particular those of urbanisation and habitat connectivity. Such grassland habitats appear to be diverse, despite a low number of exotic species. The urban-rural gradient structures such communities, in particular by strongly modifying species composition; and this despite an absence of variation in species richness or of homogenisation. These modifications in community structure are linked to traits for ecological requirements (for habitat, pH, humidity or light)or for adaptation to higher levels of disturbance in towns. These relationships vary according to species’ local or regional abundance, suggesting that other mecanisms accompany the filtering process. Taking into account three functional traits (height, SLA and phenology) measured in situ shows that the filtering process also has consequences at intraspecific level. Taken together, the results show how common species are assembled in response to ecological processes operating in urban environments and open up new perspectives and applications for the integration of grassland plant communities into biodiversity conservation objectives in urban areas

La télédétection des végétaux, technique qui se base sur les signatures spectrales des plantes, s’avère être un outil formidable pour réaliser des inventaires de biodiversité végétale : il est maintenant possible d’identifier les plantes, de cartographier les traits fonctionnels des végétaux ou d'étudier l’impact des activités humaines à grande échelle. Cependant, il faut approfondir les connaissances sur les patrons de variation spectrale causés par les facteurs environnementaux et la phénologie. En effet, la variation spatiale et temporelle des spectres foliaires est source d’incertitude et d’erreurs lors de l’application des modèles utilisés en télédétection des végétaux. Dans le cadre de mon projet de recherche, j’évalue l’effet de l’environnement et de la phénologie sur les propriétés spectrales de neuf espèces d'arbres décidus de l’est de l'Amérique du Nord. J’ai mesuré les signatures spectrales foliaires de ces arbres dans des sites contrastés entre le 6 juin et le 8 octobre 2018 à l’aide d’un spectroradiomètre de terrain et d’une sphère d’intégration. J’ai également mesuré seize traits fonctionnels structuraux et chimiques des plantes échantillonnées. Les résultats de mon projet démontrent que les conditions environnementales n’ont pas toujours d’effet significatif sur la variation spectrale intraspécifique; lorsque c’est le cas, les sites d’échantillonnage expliquent entre 18 et 62 % de la variation intraspécifique. La phénologie quant à elle a toujours un effet significatif sur les spectres foliaires et explique entre 30 et 51 % de la variation spectrale intraspécifique. Toutes les régions spectrales sont affectées par la variation environnementale et phénologique et tous les traits structuraux et chimiques foliaires mesurés sont liés à la variation spectrale. Bien que les conditions environnementales et la phénologie affectent les spectres foliaires, cela n’empêche pas de différencier les espèces, même celles étroitement liées phylogénétiquement, à travers les sites d’étude et le temps (précision d’identification > 92 %). Il n’est pas toujours possible d’inférer les sites ou le moment d’échantillonnage de la plante échantillonnée à l’aide de sa signature spectrale; néanmoins, la variation environnementale et phénologique des spectres foliaires est suffisante pour empêcher la transférabilité de certains modèles de classification d’espèces à des contextes dissemblables de ceux qui ont servi à les construire. En effet, un modèle n’est applicable qu’à des données spectrales de variance moindre ou similaire aux données à partir desquelles le modèle a été construit. Ainsi, mon projet précise les limites d’application des modèles utilisés en télédétection des végétaux pour les milieux tempérés et forestiers peu diversifiés. Mes résultats indiquent que la variation interspécifique est supérieure à la variation intraspécifique et qu’il est donc possible de différencier les espèces malgré l’effet de l’environnement et de la phénologie sur les spectres foliaires d’arbres des forêts tempérées, démontrant le potentiel de la télédétection des végétaux pour la réalisation d’inventaires de biodiversité végétale à grande échelle. / Remote sensing of plants emerges as a formidable tool to realize biodiversity assessments : it is now possible to identify plants, map their functional traits, and monitor human activities' impacts on the vegetation at large scales and almost continuously. However, we must develop knowledge about the spectral variation patterns caused by the environment and phenology to take full advantage of remote sensing products. Indeed, the environmental and phenological variation of foliar spectra leads to uncertainty and error in remote sensing models and applications. In my project, I assess the effects of the environment and phenology on the spectral properties of nine broadleaf tree species from temperate forests of North America. I measured these species' leaf spectra across contrasting sites between the 6th of June to the 8th of October 2018 using a field spectroradiometer and an integrating sphere. I also measured sixteen structural and chemical leaf functional traits on the sampled plants. My results show that the environmental conditions do not always significantly affect the intraspecific spectral variation; when it does, the sampling sites explain between 18 and 58 % of this variation. As for phenology, it always has a significant impact on leaf spectra and explains between 30 and 51 % of the intraspecific spectral variation. Every spectral region is affected by environmental and phenological variation, and all structural and chemical traits measured are linked to the spectral variation. Although the environmental conditions and phenology affect leaf spectra, it does not hinder our ability to differentiate tree species, even those closely related, across sites and time (identification accuracy > 92 %). Besides, it is not always possible to infer a plant's sampling site or date from its spectra. Nevertheless, foliar spectra's environmental and phenological variation is sufficient to limit classification models' transferability. My results show that a model applies only to spectral data of lesser or comparable variance to the data used to train the model. Therefore, my project helps define the application limits of models used in plant remote sensing in temperate and low diversity forest systems. It also demonstrates that interspecific spectral variation is greater than intraspecific spectral variation, and thus we can discriminate species despite the effects of the environment and phenology on the leaf spectra of temperate forest trees, validating the potential of vegetation remote sensing to conduct biodiversity assessments at spatial and temporal scales previously unattainable.

Le changement climatique récent a des conséquences dramatiques pour la biodiversité, à travers des modifications des conditions abiotiques et biotiques. La vulnérabilité d'une espèce au changement climatique peut dépendre de son habitat, de sa position au sein de sa communauté ainsi que de sa physiologie thermique. A cet égard, les espèces ectothermes, dont la température interne dépend directement du milieu extérieur, sont considérées comme particulièrement vulnérables à l'augmentation de température. Nous avons étudié expérimentalement l'impact du réchauffement climatique futur sur une espèce de vertébré ectotherme, le lézard vivipare (Zootoca vivipara). Pour cela nous avons utilisé le Métatron, un système de grands enclos semi-naturels dans lesquels les conditions climatiques peuvent être manipulées. Nous avons étudié l'impact d'un climat futur plus chaud (+2°C) sur la dynamique des populations et leur risque d'extinction, ainsi que sur les capacités d'adaptation des populations par la plasticité phénotypique, la sélection et la dispersion. De plus, nous avons considéré l'impact du changement climatique à l'échelle de la communauté. Nous démontrons que le changement climatique futur a un impact négatif sur les populations de lézard vivipare, avec un risque d'extinction à court terme. Cependant, des moyens d'adaptation existent, à travers des changements de phénologie et de physiologie (mélanisme, préférences thermiques). Enfin, les conséquences du changement climatique ne sont pas limitées à l'impact sur les populations de lézard, mais affectent la communauté toute entière, depuis les communautés de plantes et d'insectes jusqu'aux communautés microbiennes. / Recent global change has dramatic impacts on biodiversity, through modifications in abiotic and biotic factors. Species vulnerability to changing climates depend for instance of its habitat, its position within the community and its thermal physiology. In this respect, ectotherm species are considered particularly vulnerable as their body temperature depend directly on their environment. We experimentally studied the impact of future climate change on an ectotherm vertebrate species, the common lizard (Zootoca vivipara). We used the Metatron, a system of semi-natural enclosures in which climatic conditions can be manipulated. We studied the impact of warmer climatic conditions (+2°C) on common lizard's population dynamics and extinction risk, and on population adaptation capacity through plasticity, selection and dispersal. We further investigated the impact of climate change at the community scale. We demonstrated that future climatic conditions pose a threat to common lizard. However, possibilities of adaptation exist through changes in phenology and physiology (preferred temperature and melanism). Finally, we show that changing climatic conditions have an impact on the entire communities, from plants and insects to microbial communities.

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