Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The extracellular matrix (ECM) provides a structural and signaling platform for cells that comprise various organs, playing a critical role in tissue maintenance, injury, and repair. Hyaluronan (also known as hyaluronic acid, HA) is a ubiquitous ECM polysaccharide consisting of a repeating disaccharide backbone that can be covalently modified by the heavy chains (HC) of the serum protein inter-alpha-inhibitor (IαI) during inflammation. Known as the only covalent modification of HA, the HC linking of HA is exclusively mediated by the inflammation-induced secreted enzyme TNFα-stimulated gene-6 (TSG-6). Mice deficient for HC-HA formation, due to the lack of either TSG-6 or IαI, display reduced survival during systemic lipopolysaccharide (LPS)-induced endotoxic shock and its associated acute lung injury. We therefore hypothesized that HC-HA should play an important protective role against acute lung injury induced by intratracheal LPS or Pseudomonas aeruginosa (PA) gram-negative bacteria. We also identified that lung instillation of LPS or PA caused rapid induction of lung parenchymal HC-HA that was largely cleared during resolution of injury, indicative of a high rate of HA turnover and remodeling during reversible lung injury. However, using TSG-6 knockout mice, we determined that HC-HA exerted minimal protective effects against intratracheal LPS or PA-induced acute lung injury. To better address the differential roles of HC-HA during systemic versus localized intratracheal exposure to LPS, we characterized and compared the induction of HC-HA in plasma and lung in these two models. While lung parenchymal HC-HA formed in both injury models, intravascular HC-HA and TSG-6 were exclusively induced during systemic LPS exposure and were associated with improved outcomes, including decreased number of circulating neutrophils and plasma TNFα levels. Our results suggest that LPS induces HC-HA formation in various tissues depending on the route of exposure and that the specific intravascular induction of HCHA during systemic LPS exposure may have a protective role during endotoxic shock.

This thesis takes its place in a context where information on the biophysical state of forest ecosystems at spatial scales only remote sensing can retrieve is in demand more than ever. In order to provide reliable information using validated approaches, the remote sensing research community recognises the need for new and innovative methods, especially in heterogeneous environments like savannas. The recent emergence of terrestrial LiDAR scanners (TLS) and the increase in the computational capability of computers which allow running ray tracing model simulations with a high level of realism hold great potential to improve our understanding of the processes influencing the radiance measured by satellite sensors. This thesis makes use of these two cutting edge technologies for estimating the spatial distribution of tree leaf area, a key element of modeling radiative transfer processes. The first part of the thesis concerns the development of methods for estimating tridimensional leaf area distribution in a savanna environment from TLS measurements. The methods presented address certain issues related to TLs measures affecting the application of classical theories (the probability of light transmission and the contact frequency) to the estimation of leaf area through indirect means. These issues pertain to the cross-section of laser pulses emitted by a TLS and the occlusion effects caused by the interception of laser pulses by material inside the crown. The developed methods also exploit additional information provided by the active nature of the TLS sensor that is not available to passive sensors like hemispherical photography, i.e. the intensity of a pulse return offers the possibility to distinguish between energy interception by wood and foliage. A simplified approach of this method is presented to promote its use by other research groups. This approach consists of a series of parameterisations and represents a significant gain in terms of the required resources to produce the leaf area, estimates. The second part of the thesis explores the combination of the tree representations generated in the first part with a ray tracing model to simulate the interactions of light with tree crowns. This approach is highly innovative and our study showed its potential to improve our understanding of the factors influencing the radiative environment in a savanna. The methods presented offer a solution to map leaf area at the individual tree scale over large areas from very high spatial resolution imagery.

The Earth harbors around 300 000 plant species. The rich and complex environment provided by plants is considered a key factor for the extraordinary diversity of the terrestrial fauna by, for example, providing food and shelter. This thesis contributes to the understanding of these questions by investigating how the interplay of physiology, demography, and evolution gives rise to variation and diversity in fundamental plant traits. This will help us answer questions such as: How has this amazing diversity of plant species emerged? Which mechanisms maintain diversity? How are plant strategies and plant diversity influenced by variations in the environment? A plant faces multiple problems to survive and reproduce successfully. These problems can be modeled by considering traits, trade-offs and a fitness measure. For example: How to maximize growth rate, while maximizing structural stability? I will investigate four plant models in order to understand the function of plants, and mechanisms promoting diversity.  Paper I: We study how annual plants with and without growth constraints should optimize their flowering time when productivity or season length changes. With a dynamic ontogenetic growth model and optimal control theory we prove that a bang-bang reproductive control is optimal under constrained growth and constant mortality rate. We find that growth constraints can flip the direction of optimal phenological response for increasing productivity. The reason is that the growth rate of vegetative mass saturates at high productivity and therefore it is better to flower earlier and take advantage of a longer reproductive period. If season length extends equally both in the beginning and the end of the season, growth constraints control the direction of the optimal response as well. Our theory can help explaining phenological patterns along productivity gradients, and can be linked to empirical observations made on a calendar scale. Paper II: We introduce a new measure of tree crown-rise efficiency based on the loss of biomass of the tree during growth. The more mass the tree looses during growth, the less crown-rise efficient it is. Top-heavy shapes loose more biomass than bottom-heavy shapes. Light-use efficiency is defined as the mean light assimilation of the leaves in the crown times the ratio of leaf mass and total mass. We then study the trade-off between light-use efficiency to crown-rise efficiency for tree crown shapes. We assume that the total tree mass is constant, and a constant vertical light gradient represent the shading from a surrounding forest. We find large differences in crown shapes at intermediate vertical light gradient, when both self-shading and mean-field shading are important, suggesting light-use vs crown-rise efficiency as a new trade-off that can explain tree diversity. Our crown-rise efficiency measure could easily be integrated into existing forest models. Paper III: We extend an evolutionary tree crown model, where trees with different heights compete for light, with drought-induced mortality rates depending on ground-water availability and the depth of an optional taproot. The model does not include competition for ground water. Our model explains how ground-water availability can shape plant communities, when taproot and non-taproot strategies can coexist, and when only one of these strategies can persist. We investigate how emerging plant diversity varies with water table depth, soil water gradient and drought-induced mortality rate. The taproot enables plants to reach deep water, thus reducing mortality, but also carries a construction cost, thus inducing a trade-off. We find that taproots maintain plant diversity under increasing drought mortality, and that taproots evolve when groundwater is accessible at low depths. There are no viable strategies at high drought mortality and deep water table. Red Queen evolutionary dynamics appear at intermediate drought mortality in mixed communities with and without taproots, as the community never reaches a final evolutionarily stable composition. Paper IV: We extend a size-structured plant model, with self-shading and two evolving traits, crown top-heaviness and crown width-to-height ratio. The model allows us to identify salient trade-offs for the crown shape. The most important trade-off for top-heaviness is light-use efficiency vs crownrise efficiency, and the most important trade-off for width-to-height ratio is self-shading vs branch costs. We find that when the two traits coevolve; the outcome is a single common evolutionarily stable strategy (ESS), far away from the highest net primary production (NPP). When only sun angle is decreasing with increasing latitude both the crown width-to-height ratio and crown top-heaviness decrease. However, when light response in addition to the sun angle decreases with increasing latitude, the crown width-to-height ratio is nearly invariant of latitude except at low site productivity when the ratio decreases with latitude. Top-heaviness is always decreasing with increasing latitude. Finally, we find that crown top-heaviness increases with the NPP or leaf-area index (LAI) at ESS, but crown width-to-height ratio is maximal at an intermediate NPP or LAI. / Artikel I: Arters reproduktionsframgång (fitness), till exempel antal avkommor eller frön som produceras under livet, är ofta avgörande för huruvida de är evolutionärt framgångsrika eller inte. Här undersöker vi hur ettåriga växter med eller utan tillväxtbegränsningar ska optimera sin blomningstid när produktivitet eller säsongslängd ändras. Det är optimalt att gå direkt från tillväxt till blomning när tillväxten är begränsad och dödligheten är konstant. Vid ökad produktivitet sker blomningen tidigare med tillväxtbegränsningar men senare utan tillväxtbegränsningar, vilket beror på att med tillväxtbegränsningar ökar den vegetativa massan långsamt. Därför är det bättre att blomma tidigare och ta tillvara på en längre reproduktionsperiod. Vi får samma resultat om säsongslängden ökar lika mycket i början och slutet av säsongen. Vår teori kan bidra till att förutsäga blomningstider vid produktivitetsförändringar och säsongsförändringar. Artikel II: Tillväxten hos träd kan begränsas av brist på ljus, vatten, och näring, men också genom förlust av grenar. Vi introducerar ett nytt mått på tillväxteffektiviteten hos trädkronor baserat på förlust av biomassa under trädets tillväxt. Ju mer massa trädet förlorar under tillväxt, desto mindre tillväxteffektiva är de. Topptunga former förlorar mer biomassa än bottentunga former. Vi studerar avvägningar mellan ljuseffektivitet och tillväxteffektivitet för trädformer, där ljuseffektiviteten definieras som medelljusupptaget för löven i kronan. Vi antar en konstant totalmassa, och en statisk vertikal skuggning som representerar skuggningen från en omgivande skog. Vi hittar stora skillnader i kronformer vid en medelhög skuggning, då både självskuggningen och medelskuggningen har betydelse. Vårt mått för tillväxteffektivitet kan enkelt integreras i existerande skogsmodeller. Studien visar att avvägningar mellan tillväxteffektivitet och ljuseffektivitetet kan vara viktig för mångfalden av trädformer i en skog. En överraskande upptäckt är att konformade eller sfäriska trädkronor aldrig är effektiva, men däremot timglasformade kronor. Artikel III: Växter kan försvara sig på olika sätt mot torka, till exempel genom att rulla ihop bladen eller genom att reproducera tidigare och därigenom undvika uttdragen torka. Här undersöker vi fördelarna med en pålrot vid torka. En pålrot är en rot som växer nedåt för att nå djupliggande grundvatten. Vi utvidgar en evolutionär modell av trädkronor med grundvatten och en pålrot, där träd med olika höjd konkurrerar om ljus. Det finns ingen konkurrens om vatten. Vi undersöker hur mångfalden hos träden beror på vattendjup, vattengradient och dödlighet orsakad av torka. Med hjälp av pålroten kan träden nå djupt vatten och därigenom minska dödligheten, men den medför också en kostnad, så en avvägning måste göras. Vi ser att pålrötter upprätthåller mångfalden hos växterna vid ökad mortalitet, och att pålrötter uppstår när grundvattnet är grunt. Det finns inga strategier som kan överleva om grundvattnet är djupt och dödligheten är hög. Vår modell kan förklara hur grundvatten kan förändra sammansättningen på trädsamhällen, när träd med och utan pålrot kan samexistera, och under vilka förutsättningar endast en av strategierna förväntas dominera. Artikel IV: Träd som växer upp i en skog måste konkurrera med andra träd om ljus, framförallt större träd. Detta ger upphov till en asymmetrisk ljuskonkurrens, där de små träden hämmas av större träd. Små träd har därmed små chanser att överleva utom då skogen nyligen störts och det öppnas upp en glänta. Vid denna ljuskonkurrens kan man anta att trädkronans form har stor betydelse för trädets framgång. Frågan är hur de evolutionärt fördelaktiga kronformerna beror på latituden och produktiviteten. Vi antar att latituden påverkar solens genomsnittliga vinkel och ljusrespons. Vi utvidgar en storleksstrukturerad trädmodell med självskuggning där två evolverande egenskaper beskriver kronans topptyngd och bredd. Med modellen kan vi undersöka vilka strategiska avvägningar som bestämmer om kronans form blir konkurrenskraftig. En topptung krona har högt ljusupptag eftersom det finns mest ljus högt upp i grenverket. Å andra sidan har den en låg tillväxteffektivitet eftersom topptunga kronor måste tappa mycket grenar för att behålla sin form. En bred krona har en låg självskuggning eftersom bladen är utspridda. Å andra sidan har den höga kostnader för de långa grenar som krävs. Vi finner att när dessa egenskaper evolverar tillsammans så finns endast en evolutionärt stabil strategi (ESS), långt från den högsta nettoproduktionen. När endast solvinkeln minskar med ökande latitud minskar både kronans bredd och topptyngd, men när både solvinkel och ljusrespons minskar med ökande latitud så är bredden nästan oförändrad utom vid låg produktivitet då den minskar med latituden. Kronans topptyngd minskar alltid med latituden. Slutligen ser vi hur kronans topptyngd alltid ökar med nettoproduktionen vid ESS, medan kronans bredd har ett maxium för ett mellanvärde hos nettoproduktionen vid ESS.

本文是探討周恩來對文藝何主張？他的文藝主張與毛澤東、劉少奇之間是否有些不同 ，乃至因不同而相爭，周恩來又採取什麼樣的態度？ 第一章說明周恩來與文獻的關係，證明周恩來酷愛文藝，與他日後的文藝主張有密切 的關係。 第二章說明毛澤東、劉少奇、周恩來的文藝主張，比較他們的不同點，從而突出了周 恩來有自己的文藝理想。 第三章從周恩來的文藝講話，說明五十年代，中共領導人對文藝的看法，由合而分。 第四章具體證明周恩來提出自己的文藝主張。 第五章文化大革命之前，毛澤東、劉少奇兩派發生文藝論戰，周採取何種態度？他的 文藝生活有沒受到影響等等。 結論周恩來的文藝精神－藝術民主 論文共乙冊，全文約五萬字。

以往從句法或詞彙學的角度對漢語複合動趨結構［V-D-lai/qu］的研究，並沒有達到具全盤性且令人滿意的共識。本篇論文採用了詞彙化的觀點，認為從語意及構詞句法兩個方面出發，藉由探討複合動趨結構由句法轉向詞彙的過程，有助於理解此一結構在詞彙句法上表現的紛歧。 　　我們認為複合動趨結構立基於［D-lai/qu］，並據此推論出三個相關類型：詞彙結構［V-［D-lai/qu］］和句法結構［［V-D］…lai/qu］及［V…［D-lai/qu］］。在［D-lai/qu］的詞彙化過程中，語意結構的改變促使詞彙句法結構隨之變動，而複合動趨結構因採用了［D-lai/qu］結構為基礎，也自然具備了同樣性質的變化。由上述複合動趨結構的例子中，證實了詞彙化過程中語意結構的改變通常早於詞彙句法結構，並會與之互動促其產生變化，進而步入更高一層的詞彙化階段。 / Traditional syntactic and lexical approaches do not reach a satisfactory conclusion to explain Mandarin complex V-Ds. In this thesis, the framework of lexicalization is adopted. Through discussing both semantic and morphosyntactic structures, lexicalization helps to clarify how complex V-Ds turn from syntactic constructions to lexical items. And this change can be a key point in explaining why complex V-Ds present variant syntactic behaviors, especially in relation to OBJs. It is asserted that the complex V-Ds must be built on the [D-lai/qu] structure. According to it, three patterns in complex V-Ds are formulated: lexical [V-[D-lai/qu]] structure and syntactic [[V-D]…lai/qu] and [V…[D-lai/qu]] constructions. In the lexicalization of the [D-lai/qu] structure, deviation of “lai/qu” claims change in the semantic structure. And this change also affects the morphosyntactic structure, banning the syntactic realization of LOCATION argument. The same change is applied to complex V-Ds since the [D-lai/qu] structure is the basis of them. From the lexicalization process of the above two, semantic reduction does precede the grammatical reduction. Semantic structure interacts with morphosyntactic structure and the change in semantic structure urges morphosyntactic performances to alter. Since the morphosyntactic structure starts to change, the internal connections can become opaque and lead to a higher degree of lexicalization.

L'objectif de ce travail est de développer un algorithme utilisant des réseaux neuronaux pour estimer des variables biophysiques des couverts végétaux à partir des données du capteur VEGETATION : la fraction de trou dans différentes directions de visée, l'indice foliaire, la fraction de rayonnement photosynthétiquement actif absorbé par le couvert, l'angle moyen d'inclinaison des feuilles, et la teneur en chlorophylle intégrée au niveau du couvert. Une base de données a été élaborée à partir de simulations de modèles de transfert radiatif dans la végétation. Ceci nous a permis de développer des réseaux de neurones pour estimer les différentes variables biophysiques considérées. L'estimation se fait à partir des réflectances bidirectionnelles mesurées par VEGETATION durant un cycle orbital, associées à l'angle zénithal solaire lors de l'acquisition de ces données. L'analyse de sensibilité à l'hétérogénéité intrapixellaire montre que les variables de type fraction de trou et fAPAR sont beaucoup moins sensibles que les variables de type LAI. La validation de l'algorithme sur des données expérimentales montre la robustesse de la méthode lorsque le nombre de données bidirectionnelles acquises durant le cycle orbital est faible. Par ailleurs, elle confirme que les performances d'estimation des variables biophysiques sont affectées non seulement par la représentativité du couvert et des conditions d'observation qui lui sont associées dans la base d'apprentissage, mais aussi par les hypothèses inhérentes aux modèles de transfert radiatif utilisés pour générer cette base. Nous mettons également en évidence la sensibilité de l'algorithme à des bruits de natures diverses (mesure, correction atmosphérique, ...). Les résultats obtenus sur les données expérimentales sont satisfaisants et aboutissent à un écart quadratique moyen inférieur à 0,1. L'intérêt des réseaux de neurones apparaît donc clairement, en particulier vis à vis des approches basées sur les indices de végétation.

The global carbon (C) balance is vulnerable to disturbances that alter terrestrial C uptake and loss. Moderate disturbances that kill or defoliate only a subset of canopy trees such as insect defoliation, drought, and age-related senescence are increasing in extent and frequency; yet, little is known about the effect of moderate disturbance on forest production and the mechanisms sustaining or supporting the recovery of the C cycle across a range of moderate disturbance severities. We used a broad plot-scale gradient of upper canopy tree mortality within a large manipulation of forest disturbance to: 1) quantify how aboveground wood net primary production (ANPPw) responds to a range of moderate disturbance severities and; 2) identify the primary mechanisms supporting ANPPw resistance or resilience following moderate disturbance. We found that ANPPw was highly resistant to moderate disturbance, with production levels sustained following the senescence of 9 to > 60 % of the upper canopy tree basal area. As upper canopy gap fraction increased with rising disturbance severity, greater light availability to the subcanopy enhanced leaf-level C uptake and the growth of this formerly light-limited canopy stratum, compensating for upper canopy production losses. As a result, whole-ecosystem production efficiency (ANPPw/LAI) increased at high levels of disturbance severity and leaf area loss. These findings provide a mechanistic explanation for sustained ANPPw across the disturbance gradient, in which the physiological and growth enhancement of undisturbed vegetation was proportional to the level of disturbance severity. Our results have important ecological and management implications, showing that moderate disturbances may minimally alter ecosystem functions such as C storage.

La déficience en potassium dans les parcelles de cotonnier est un phénomène répandu et en recrudescence. Le problème est d’autant plus marqué en Afrique sub-saharienne que les sols sont pauvres et les systèmes de culture peu intensifs. Les principaux effets de la carence en potassium référencés dans la littérature sont une réduction de la surface foliaire, une réduction de l’assimilation et une modification des règles de répartition des assimilats entre les compartiments de la plante (tiges, racines, fruits et feuilles). Les connaissances à l’échelle cellulaire sur le rôle du potassium sont nombreuses mais paradoxalement peu de modèles permettent l’intégration de ces résultats à l’échelle du plant et du peuplement. La raison provient de la multiplicité des mécanismes affectés et de la complexité à les intégrer à l’échelle du plant ou du peuplement. L’objectif de notre travail est de caractériser les effets de la carence en K sur la croissance et le développement du cotonnier avec suffisamment de variables intermédiaires explicatives pour pouvoir proposer un schéma conceptuel compatible avec les concepts utilisés dans les modèles de croissance de cette plante. Cet objectif implique ainsi de porter nos investigations à plusieurs échelles (peuplement, plante, organes, organites) et sur des variables-clés du fonctionnement physiologiques des plantes utilisées dans la modélisation courante telles que la photosynthèse ou le statut hydrique. Nos recherches nous ont aussi amené à mesurer d’autres variables non inclues dans les modèles courant, afin d’affiner notre compréhension du fonctionnement des plantes carencées (teneurs en sucres, vitesses de carboxylation, ouvertures stomatiques …). Pour satisfaire à ces objectifs, deux types complémentaires d’expérimentations ont été menés : 1) des essais en pleins champs, en condition pluviale strictes ont été conduits au Bénin, deux années de suite, sur deux sites différents : à Aplahoué en 2004 et à Savalou en 2005. Il s’agit d’essais comparant différents niveaux de fertilisation en potassium. L’objectif de ces essais était d’étudier les effets de la carence à l’échelle du peuplement. 2) Par la suite, une expérimentation en serre et en hydroponie a été conduite (Bordeaux, 2006) dans l’objectif d’analyser finement les processus affectés à l’échelle du plant et de l’organe. Les essais en peuplement comme l’essai en serre ont permis d’obtenir des gammes de teneur en potassium variées, grâce à des niveaux d’alimentation variés (3 niveaux au champ, 4 en serre). Les teneurs planchers des plantes les plus carencées se situaient aux alentours de 8 à 10 mg Kg-1, ce qui contraste avec les teneurs maximum mesurées qui avoisinaient les 30 mg g-1. L’indice foliaire des traitements carencés des essais en peuplement est inférieur aux témoins en raison d’un moins grand nombre de feuilles et d’une taille individuelle réduite. Dans les essais en serre, une importante réduction de la surface foliaire est aussi observée mais la part de la réduction de la surface individuelle dans la réduction de la surface totale est plus prononcée. L’analyse des dynamiques de croissance des surfaces foliaires montre que l’accroissement relatif des feuilles est identique quel que soit les niveaux de carence mais que la taille des organes à l’émergence est plus petite pour les plants carencés. En revanche, les entrenœuds des plants carencés ont à la fois une taille réduite à l’émergence et une croissance relative plus faible. A l’échelle du peuplement aucune différence d’efficience de conversion de la lumière n’est observée en conséquence, les réductions de biomasse sèche observée sont entièrement dues à une diminution de l’efficience d’interception du rayonnement. En revanche, l’efficience de conversion du rayonnement interceptée de l’essai en serre est affectée par la carence en K mais uniquement pour le traitement le plus carencé. / Potassium deficiency is a common phenomenon in cotton parcels. This problem is quite important in sub-Saharan Africa, where soils are poor and cropping systems are very low intensive. The main effects of potassium deficiency referenced in scientific literature are: (a) a reduction in leaf area, (b) a decrease in nutrient assimilation, and (c) a modification of nutrient repartition amongst compartments (i.e. stems roots, fruits, and leaves). Even though knowledge at the cellular level on the role of potassium is wide, ironically, only but a few models integrate results at the plant or stand levels. The reason comes from the multiplicity of mechanisms used and the complexity of integrating them throughout the plant or stand. The objective of our work is to characterize the effects of K-deficiency on the growth and development of cotton plants by including sufficient intermediate explanatory variables to provide a comparable scheme with the concepts used in growth models for this plant. This objective implies that our research focuses on different scales (i.e. stand, plant, organ, cell) and on physiological variables used in current models such as photosynthesis or water status. Our research had also led us to measure other variables not included in current models, to refine our understanding of the mechanisms of how deficient plants grows (i.e. sugar rates, carboxylation speed, stomata opening…). To meet these objectives, two complementary types of experiments were conducted: (i) field trials were performed in Benin on two different sites, Aplahoué in 2004 and Savalou in 2005, with strict rainfall conditions to compare different levels of potassium-fertilization and describe the effects of K-deficiency at the stand level. (ii) and a greenhouse hydroponic experiment was done in Bordeaux, France in 2006 to analyze the processes used throughout the plant and the organ. The field and the greenhouse tests had different levels of potassium fertilisation (2 to 3 levels in the field, 4 in the greenhouse) and gave us wide ranges of potassium contents in leaves. The minimum value of the leaf K content for the deficient plants were around 8 to 10 mg kg-1, which contrasts with the maximum values measured that were around 30 mg g-1. Potassium levels for the most deficient plants were around 8 to 10 mg Kg-1, while the highest levels measured were 30 g Kg-1. The leaf area index of deficient treatments is inferior to that of controls due to a lower number of leaves and smaller leaf sizes. In the greenhouse test, an important decrease of leaf area is observed but the proportion of the reduction due to a reduction in individual leaf size is more pronounced than in the filed experiments. The temporal analysis of the leaf area growth shows that the relative increase in size of the individual leaves is the same whatever the level of K-deficiency but that the size of the organs at emergence from apical buds is smaller for K-deficient plants. In counterpart, internodes of K-deficient plants have smaller lenght at emergence and a decreased relative growth rate. At stand level, no difference of light conversion efficiency is observed. As a result, observed reductions of dry biomass are essentially due to a decrease in light interception. However, radiation use efficiency in greenhouse tests are affected by K-deficiency but only for the most K-deficient treatment. Measures on gas exchanges made in greenhouse experiment also shows that photosynthesis is affected only for the most K-deficient treatments. This reduction is due to two concomitant effects: poor stomatal opening and a reduction in the maximum velocity of carboxylation. The relative distribution in biomass for all the tests is modified by the potassium-deficiency, benefiting leaves at the expense of the heterotrophic organs. This effect is observed at the plant level through an increase in the specific leaf weight and a relative decrease in stem and root biomass.

L'indice foliaire (LAI) est une variable clé pour l'étude du fonctionnement des surfaces végétales car elle conditionne les échanges de carbone et d'eau avec l'atmosphère. Les méthodes de mesures indirectes fournissent des estimations de LAI à partir de mesures de la fraction de trou in situ. Les méthodes d'estimation du LAI par inversion de modèle de réflectance à partir de données satellitaires utilisent généralement des modèles unidimensionnels car ils nécessitent peu de paramètres d'entrée. Dans les deux cas, les modèles reposent sur l'hypothèse que les éléments sont distribués de façon aléatoire au sein du couvert, ce qui est rarement le cas en réalité.<br />Dans ce contexte, le travail réalisé a pour objectif principal d'évaluer l'apport de l'utilisation d'un coefficient d'agrégation dans la simulation du transfert radiatif de couverts végétaux hétérogènes, en vue d'améliorer les estimations de LAI par inversion de modèles turbides.<br />Dans la première partie du travail, nous avons évalué les estimations de LAI fournies par le logiciel de traitement de photographies hémisphériques CAN_EYE, dont l'intérêt principal est d'estimer le LAI avec ou sans prise en compte de l'agrégation des feuilles. L'évaluation a été réalisée par comparaison avec des mesures destructives effectuées sur des cultures de blé, maïs et tournesol. Les résultats montrent que l'utilisation d'un coefficient d‘agrégation permet d'améliorer sensiblement les estimations de LAI. Toutefois, l'analyse suggère que le calcul du coefficient d'agrégation dans CAN_EYE avec la méthode de Lang et Xiang (1986) doit être amélioré.<br />Dans la deuxième partie du travail, nous avons analysé si l'introduction d'un coefficient d'agrégation dans un modèle de réflectance unidimensionnel permettait d'améliorer les simulations de la réflectance bidirectionnelle (FDRB), à l'échelle de la parcelle et du paysage. Pour cela, nous avons pris comme référence des simulations de FDRB issues d'un modèle 3D, le modèle DART (Gastellu et al., 1996). A l'échelle de la parcelle, nous avons montré l'intérêt du coefficient d'agrégation pour simuler la FDRB d'une parcelle de maïs dans la bande spectrale du rouge. Dans le PIR, l'utilisation d'un modèle unidimensionnel donne de meilleurs résultats. A l'échelle d'un paysage agricole, l'hétérogénéité sub-parcellaire semble être le facteur primordial et sa prise en compte avec un coefficient d'agrégation dans le rouge permet d'améliorer les simulations de la FDRB avec un modèle unidimensionnel. Une étude préliminaire a permis de mettre en évidence que les estimations de LAI par inversion pourraient être sensiblement améliorées si ce coefficient est introduit pour simuler la FDRB dans le visible.

En télédétection optique, les modèles de transfert radiatif (T-R) ont pour but de simuler la mesure radiométrique des capteurs spatiaux qui observent le système "Terre - Atmosphère". La modélisation des mesures de couverts végétaux est en général limitée au niveau de la représentation du paysage et du T-R associé. Cette thèse a permis de transformer le modèle 3-D de T-R DART (brevet : PCT/FR 02/01181) en un modèle multispectral simulant les images de télédétection optique (thermique inclus) de tout paysage urbain et naturel, avec relief et atmosphère, pour tout capteur spatial/aéroporté. Ce nouveau modèle a été validé par comparaison avec d'autres modèles (expérience RAMI-3, Centre Commun de Recherche, Italie) et avec des mesures in situ et aéroportées (République Tchèque). In fine, une méthode d'inversion a été développée. Elle a permis d'utiliser DART pour évaluer l'impact de la modélisation sur l'extraction du LAI d'une forêt de conifères avec des images hyperspectrales THR.