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Cet article présente les recherches conduites sur la végétation associée aux arbres dans les espaces boisés urbains, et ses relations avec le paysage, dans une ville moyenne : l’agglomération de Tours. Une étude approfondie de la végétation des bois urbains a permis d’analyser les liens entre cette flore et 1) la structure spatiale urbaine (espaces boisés centraux et périphériques), 2) la structure spatiale interne de ces îlots boisés (zone centrale et de lisière). La structure urbaine joue un rôle prépondérant sur la composition botanique des sous-bois : les espaces boisés centraux (entourés d’une part élevée de surface urbanisée) abritent la quasi-totalité des espèces horticoles présentes, ce qui contribue à leur richesse spécifique. Les bois périphériques, très étendus et entourés majoritairement de cultures, n’ont pas une diversité spécifique supérieure à celle des bois centraux. La part de surface forestière et celle de surface urbanisée dans les zones adjacentes aux espaces boisés, à différents rayons, sont des facteurs majeurs de la composition botanique des bois urbains. En ce qui concerne le lien entre la structure spatiale interne des espaces boisés urbains et la végétation des bois, les lisières des bois ont une diversité spécifique généralement supérieure à celle des zones centrales, bien que les communautés végétales centrales et de lisière soient très similaires. Nos résultats confirment des éléments identifiés dans les grandes agglomérations : la végétation spontanée dans les espaces boisés urbains est liée à la structure du paysage urbain : les stratégies de gestion forestière urbaine devraient prendre en compte les processus de colonisation de la végétation semi-naturelle, se déroulant à l’échelle du paysage. This article presents research conducted on the vegetation associated with trees in urban wooded areas, and its relationship to the landscape in a medium-sized city: the agglomeration of Tours. An in-depth study of the vegetation of urban wooded areas made it possible to study the links between this flora and 1) the urban spatial structure (central and peripheral wooded areas) and 2) the internal spatial structure of wooded clusters (central and outlying zones). The urban structure plays a dominant role in the botanic compositions of the woodland undergrowth: the central wooded areas (surrounded by a high proportion of urbanised surfaces) harbour almost all the horticultural species present, thus contributing to their diversity. The peripheral woods, extensive and mainly surrounded by cultivated land, do not present a higher degree of diversity compared to the central wooded areas. The proportion of woodland surface area compared with the urbanised surface areas adjacent to wooded areas of varying radiuses, are major factors in the botanic compositions of urban woods. In the interrelation between the internal spatial structure of urban wooded areas and the vegetation of the woods, the outskirts of the woods have a specific diversity which is greater than that of the central zones, even though the plant communities of the central and outlying zones are very similar. Our results confirm elements identified in large agglomerations: spontaneous vegetation in urban wooded spaces is linked to the structure of the urban landscape; urban forestry management strategies should take into account the colonisation process of semi-natural vegetation at the level of the landscape.

Le genre Psychotria est le plus vaste de la famille des Rubiaceae, avec plusieurs centaines d’espèces répandues dans toutes les régions tropicales humides. Les Psychotria sont principalement des arbustes (quelques-uns sont lianescents, herbacés ou arborescents) et entrent souvent pour une part importante dans la composition des sous-bois tropicaux. Certains montrent des adaptations remarquables comme la symbiose bactérienne foliaire ou l’accumulation d’humus. En raison de sa taille et des difficultés d’identifications, ce genre reste mal connu, notamment en Afrique occidentale et centrale où il n’a fait l’objet d’aucun travail d’ensemble depuis les années 1960.Le présent travail a pour objectifs :1) la révision taxonomique du genre Psychotria pour l’Afrique occidentale et centrale; 2) une étude phylogénétique du genre, visant à reconstituer son évolution et améliorer la classification infragénérique ;et 3) une étude biogéographique régionale de ce groupe, afin de définir des centres de diversité et d'endémisme.Notre travail de taxonomie, fondé sur l’examen des spécimens d’herbier et sur des missions de terrain au Cameroun et au Gabon, nous a conduit à reconnaître l’existence de 232 espèces en Afrique occidentale et centrale, ce qui fait de Psychotria le plus vaste genre de plantes dans cette région. Parmi ces espèces, 78 sont nouvelles.Nos travaux phylogénétiques, basés sur l’étude de deux marqueurs nucléaires (ITS et ETS) et quatre chloroplastiques (rps16, trnG, matK et rbcLa), montrent que la classification de Petit (1964, 1966) est largement à revoir. Il apparaît notamment que les deux sous-genres (Psychotria et Tetramerae) reconnus en Afrique, et fondés sur la présence ou l’absence de nodules bactériens foliaires, ne sont pas monophylétiques, certaines espèces ayant secondairement perdu leurs nodules. Nos résultats soutiennent également le rattachement du genre monospécifique Peripeplus à Psychotria.Le genre Psychotria montre une diversité remarquable, associée à un taux d’endémisme élevé, dans le domaine bas-guinéen (Cameroun et Gabon principalement) où plusieurs centres d’endémisme ont été identifiés. Ceux-ci sont localisés non seulement dans les massifs montagneux de l’intérieur, dont la flore particulière est bien connue, mais également dans les régions littorales. L’Afrique de l’ouest, moins diversifiée, montre cependant un fort endémisme localisé principalement dans deux centres, l’un situé au Liberia et dans l’ouest de la Côte d’Ivoire, l’autre vers la frontière Côte d’Ivoire/Ghana. Le bassin du Congo, comparable en diversité à l’Afrique de l’Ouest, est relativement pauvre en endémiques.Ces résultats suggèrent que les forêts du Cameroun et du Gabon auraient relativement bien résisté aux périodes sèches passées, et remettent notamment en question l’hypothèse d’une disparition des forêts littorales du golfe de Guinée au cours du Pleistocène./Psychotria is the largest genus in the Rubiaceae family, with several hundred species in wet tropical areas worldwide. Psychotria spp. are mostly shrubs (a few being lianas, creepers or trees) and are often an important component of the undergrowth in tropical rainforests. Some show remarkable adaptations such as leaf bacterial symbiosis or litter gathering. Due to its size and identification problems, Psychotria remains a little-known genus, especially in West and Central Africa, where no major work has been done on this group since the 1960s.The aims of the present work are: 1) a taxonomic revision of Psychotria in West and Central Africa; 2) a phylogenetic study of the genus, in order to trace its evolution and improve the infrageneric classification; and 3) a regional biogeographic study of the genus, to define centers of diversity and endemism.Our taxonomical work, based on the study of herbarium specimens and field expeditions in Gabon and Cameroon, led us to recognise 232 species of Psychotria in West and Central Africa. Psychotria is therefore the largest plant genus in this area. Among these species, 78 are new.Our phylogenetic work, based on two nuclear markers (ITS and ETS) and four chloroplastic markers (rps16, trnG, matK, rbcLa), shows that Petit’s (1964, 1966) infrageneric classification is in need of revision. In particular, we show that the two subgenera present in Africa (subg. Tetramerae and subg. Psychotria), which are defined by the presence or absence of leaf bacterial nodules, are not monophyletic: a secondary loss of the bacterial nodules has occured in some species. Our results also support the merging of the monospecific genus Peripeplus into Psychotria.The genus Psychotria shows a remarkable diversity and a high level and endemism in the Lower Guinea domain (particularly Cameroon and Gabon) where several centers of endemism are identified. These are located not only in the inland hill ranges, which are well known for their particular flora, but also in littoral areas. West Africa is less diverse but also shows a high level of endemism, which concerns mostly two areas, one in Liberia and western Côte d’Ivoire and the other around the Côte d’Ivoire/Ghana border. The Congo basin, comparable in diversity to West Africa, has relatively few endemic species.These results suggest that the rainforests of Cameroon and Gabon resisted relatively well during historical drier periods. They do not support the hypothesis of a disappearance of the Gulf of Guinea littoral forests during the Pleistocene., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Symbiotic nitrogen fixation by European gorse (Ulex europaeus) is a major source of nitrogen in the 'Landes de Gascogne' cultivated forest of maritime pine. This thesis aims to build a conceptual model of the population dynamic of gorse in the region, with a view to predict the associated flux of nitrogen. To achieve this, several steps of the life cycle of the species were studied: production and predation of seeds, and the recruitment of new plants from the seedbank.The results suggest that the maintenance of this light demanding species in the shade of the canopy of pines is improved by the decrease of reproductive allocation, which enable to maintain its growth, and by the decrease of the predation of seeds. The recruitment of new gorse plants seems controlled by identifiable ecological factors (e.g. soil moisture), however these factors are highly variable in space and time, and no specific micro-habitat appears to be more favourable for the species regeneration.These results are integrated into a conceptual model based on the different steps of the life cycle of the species, and taking into consideration the influence of forestry practices on these steps. Furthermore, the production of knowledge could benefit other subjects related to the species (e.g gorse is a noxious weed in many region in the world) and the understanding of the ecology of woody plants' regeneration. Allocation of resources to reproduction may be plastic and enable an adaptative response to a changing environment; and spatiotemporal variability of the regeneration of woody plants may rely on the existence of ecological regeneration niches defined in the ecological space.; La fixation symbiotique d'azote par l'ajonc d'Europe (Ulex europaeus) représente une source importante d'azote dans la forêt cultivée de pins maritimes des 'Landes de Gascogne'. Cette thèse a pour objectif la création d'un modèle conceptuel de dynamique de population de l'ajonc dans la région en vue de la prédiction du flux d'azote associé. Pour cela plusieurs étapes du cycle de vie de l'espèce ont été étudiées: la production et la prédation des graines, puis le recrutement de nouveaux individus depuis le stock de graines du sol. Nos résultats suggèrent que le maintien de cette espèce héliophile à l'ombre de la canopée des pins est facilité par la diminution de l'allocation de ressources à la reproduction, lui permettant de maintenir sa croissance, et par la diminution de la prédation des graines. Par ailleurs, le recrutement de nouveaux ajoncs semble influencé par des facteurs écologiques identifiables (e.g. humidité du sol). Mais ces facteurs sont fortement variables dans l'espace et dans le temps, et aucun micro habitat n'apparait comme plus favorable à la régénération de l'espèce. Ces résultats sont intégrés à un modèle conceptuel, représentant les différentes étapes du cycle de vie de l'espèce, et l'impact des opérations sylvicoles sur ces étapes. Les connaissances issues de cette thèse pourraient aussi bénéficier à d'autres problématiques liées à l'espèce (e.g. c'est une espèce invasive dans de nombreuses régions du monde) et à la compréhension de l'écologie de la régénération des espèces ligneuses. En effet, l'allocation des ressources à la reproduction pourrait être plastique et permettre une réponse adaptative à un environnement changeant; et la variabilité spatiotemporelle de la régénération des ligneux pourrait reposer sur l'existence de niches écologiques de régénération définies dans l'espace écologique.

La fixation symbiotique d'azote par l'ajonc d'Europe (Ulex europaeus) représente une source importante d'azote dans la forêt cultivée de pins maritimes des 'Landes de Gascogne'. Cette thèse a pour objectif la création d'un modèle conceptuel de dynamique de population de l'ajonc dans la région en vue de la prédiction du flux d'azote associé. Pour cela plusieurs étapes du cycle de vie de l'espèce ont été étudiées: la production et la prédation des graines, puis le recrutement de nouveaux individus depuis le stock de graines du sol. Nos résultats suggèrent que le maintien de cette espèce héliophile à l'ombre de la canopée des pins est facilité par la diminution de l'allocation de ressources à la reproduction, lui permettant de maintenir sa croissance, et par la diminution de la prédation des graines. Par ailleurs, le recrutement de nouveaux ajoncs semble influencé par des facteurs écologiques identifiables (e.g. humidité du sol). Mais ces facteurs sont fortement variables dans l'espace et dans le temps, et aucun micro habitat n'apparait comme plus favorable à la régénération de l'espèce. Ces résultats sont intégrés à un modèle conceptuel, représentant les différentes étapes du cycle de vie de l'espèce, et l'impact des opérations sylvicoles sur ces étapes. Les connaissances issues de cette thèse pourraient aussi bénéficier à d'autres problématiques liées à l'espèce (e.g. c'est une espèce invasive dans de nombreuses régions du monde) et à la compréhension de l'écologie de la régénération des espèces ligneuses. En effet, l'allocation des ressources à la reproduction pourrait être plastique et permettre une réponse adaptative à un environnement changeant; et la variabilité spatiotemporelle de la régénération des ligneux pourrait reposer sur l'existence de niches écologiques de régénération définies dans l'espace écologique., Symbiotic nitrogen fixation by European gorse (Ulex europaeus) is a major source of nitrogen in the 'Landes de Gascogne' cultivated forest of maritime pine. This thesis aims to build a conceptual model of the population dynamic of gorse in the region, with a view to predict the associated flux of nitrogen. To achieve this, several steps of the life cycle of the species were studied: production and predation of seeds, and the recruitment of new plants from the seedbank.The results suggest that the maintenance of this light demanding species in the shade of the canopy of pines is improved by the decrease of reproductive allocation, which enable to maintain its growth, and by the decrease of the predation of seeds. The recruitment of new gorse plants seems controlled by identifiable ecological factors (e.g. soil moisture), however these factors are highly variable in space and time, and no specific micro-habitat appears to be more favourable for the species regeneration.These results are integrated into a conceptual model based on the different steps of the life cycle of the species, and taking into consideration the influence of forestry practices on these steps. Furthermore, the production of knowledge could benefit other subjects related to the species (e.g gorse is a noxious weed in many region in the world) and the understanding of the ecology of woody plants' regeneration. Allocation of resources to reproduction may be plastic and enable an adaptative response to a changing environment; and spatiotemporal variability of the regeneration of woody plants may rely on the existence of ecological regeneration niches defined in the ecological space.

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVIN; La lumière pilote de nombreux processus en forêt. Son dosage est souvent à la base de la sylviculture. Elle n'est cependant pas facilement appréhendable ou mesurable sur le terrain. C'est pourquoi son estimation, par exemple en établissant des relations entre la lumière sous couvert et les caractéristiques dendrométriques des peuplements, serait une aide précieuse pour définir différents itinéraires techniques. Dans quelle mesure cela est-il possible ? Cet article fait le point des connaissances actuelles en la matière, en peuplements réguliers puis irréguliers et/ou mélangés.

National audience

One of the components of shade tolerance resides in the ability of saplings to reduce carbon loss by minimising respiratory and by optimising light interception and photosynthesis. Thus it must exist a compromise between the reduction in respiratory losses, increase in photosynthetic activity and development of their assimilatory area. We were interested more particularly in modulation of the cost associated to leaf area renewal (leaves and various structures necessary to their deployment) and we therefore characterized biochemical (construction cost, biochemical composition) and morphological (specific leaf area, biomass allocation) features which explain the interspecific differences and the plasticity of this cost. The study was done in situ on saplings sampled in a large range of light environments making it possible to characterize the interspecific variability and the plasticity of the cost associated to the leaf area renewal. The species selected were contrasted from the point of view of their temperament, their architecture and their foliar morphology: nine species were selected in temperate forest (Moselle) and three in tropical forest (French Guyane). The light microclimate of each seedling was characterized by a numerical hemispherical photograph. The construction cost of each organ was calculated starting from its carbon content, and corroborated by its heat of combustion (microcalorimetry). We observed a large interspecific variability and a large plasticity of the cost associated to the leaf area renewal. These costs do not reflect the temperament of species but their plasticity shows that the most tolerant species are most plastic. This plasticity is more due to morphologicals changes of the specific leaf area than to biochemical changes., En sous-bois, la capacité des juvéniles installés à diminuer les pertes de carbone par respiration et à augmenter l’interception du rayonnement lumineux constitue une composante à part entière de leur aptitude à tolérer l’ombrage. Il doit donc exister un compromis entre la diminution des pertes respiratoires, l’augmentation de l’activité photosynthétique et le maintien de la surface assimilatrice. En s’intéressant plus particulièrement à la modulation du coût associé au déploiement des surfaces assimilatrices (feuilles et différentes structures nécessaires à leur déploiement) nous avons caractérisé les traits biochimiques (coût de construction, composition) et morphologiques (surface spécifique, allocation de biomasse) qui expliquent les différences interspécifiques et la plasticité de ce coût. Ce travail a été réalisé in situ sur des juvéniles installés dans des conditions d’ombrage plus ou moins intense permettant de caractériser la variabilité interspécifique et la plasticité du coût de mise en place de la surface assimilatrice. Les espèces retenues étaient contrastées du point de vue de leur tempérament, de leur architecture et de leur morphologie foliaire: neuf espèces ont été choisies en forêt tempérée (Moselle) et trois en forêt tropicale (Guyane française). Le microclimat lumineux de chaque plant a été caractérisé par une photographie hémisphérique numérique. Le coût de construction de chaque organe a été déterminé à partir de sa teneur en carbone, et corroboré par sa chaleur de combustion (microcalorimétrie). Nous observons une grande variabilité interspécifique et une forte plasticité du coût associé au déploiement de la surface assimilatrice. Ces coûts ne reflètent pas le tempérament des espèces, en revanche, leur plasticité montre que les espèces les plus tolérantes sont les plus plastiques. Cette plasticité est plus due à des modifications morphologiques de la surface spécifique des feuilles qu’à des modifications de leur contenu biochimiques.

National audience

Thèse soutenue le 26 février 2004 N° d'ordre : 2932 Co-directeurs de thèse : Forgeard, F. Maître de Conférence - Université de Rennes I Nys, C. Directeur de recherches - INRA de Nancy. [Unité Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers] Bibliog. : 293-307 Annexes : 311-370 Diffusion du document : totale Diplôme : other; Dans le contexte de la menace de l'élévation de la teneur en CO2 atmosphérique, quelle est la capacité de stockage de carbone de la hêtraie de plaine acidophile de l'Ouest de l'Europe ? La démarche consiste à travailler à l'échelle du peuplement, en compartimentant les stocks et les flux de carbone, et en suivant leurs évolutions au cours de la révolution forestière, à l'aide de l'outil chronoséquentiel. La biomasse arborescente est le déterminant majeur de la capacité de stockage. Les pertes de carbone sont principalement dues aux exportations de bois et à la respiration de l'écosystème. Le rôle du sous-bois semble non négligeable. Le peuplement de hêtres est un puits croissant de carbone dont la capacité de stockage s'amoindrit en vieillissant. Les pratiques sylvicoles et les tempêtes altèrent cette fonction. La capacité de stockage de la hêtraie est donc fonction de l'âge moyen des peuplements. Cette fonction puits peut être améliorée par la modélisation de la gestion sylvicole.