Search

National audience; Prenant l'exemple de la charte des parcs nationaux français et resituant ce cas dans la littérature sur la gestion des communs, l'article montre que la biodiversité n'est pas facile à définir comme bien commun, et que sa gestion est en conséquence prise entre tragédie des communs et gestion en patrimoine commun.

International audience; According to IUCN, biological invasions are the second cause of species extinction right after habitat destruction. Among the great variety of alien plant invaders, Asian knotweeds (Fallopia spp.) are considered to be among the worst invasive species in the world, including Europe and North America. A lot of researches have focused on the biology of invasive knotweeds and on the factors explaining their presence, but the factors governing their spatial and temporal dynamics are still poorly known, especially along dispersal and disturbance vectors such as roads or rivers. The same statement could be made for researches on management and control techniques (except for chemical treatments, which are generally unfit for riparian management). Moreover, to our knowledge, there are very few studies that focus on invasive knotweeds dynamics in mountainous environment, and almost none that does it over medium or long time periods. The diachronic study presented here is part of an on-going project called DYNARP, which aims at evaluating the respective roles of management, biotic and abiotic, and perception factors in the spatial and temporal dynamic of exotic Asian knotweeds at the stand and the landscape scales. More precisely, this study intended to highlight the respective roles of biotic, abiotic and management factors on the spatial coverage evolutions of knotweed stands over 7 years. We strongly believe that a more accurate understanding of both “natural” and anthropogenic factors governing Fallopia spp. spatial and temporal dynamics is a prerequisite for better knotweed control. We monitored the evolution of more than 200 knotweed stands distributed over more than 50 sites of the French Alps. Almost every stand was located near a linear landscape features (e.g. roads, rivers) and they were all situated above 800 meters a.s.l. For each date, stands outlines were drawn using precise GPS records and several vigour attributes were measured to estimate knotweeds performance and the stands’ spatial evolutions. Afterwards, biotic and abiotic data were collected in four directions around the stands, and anthropic influences were assessed by both field analysis and managers surveys. Data were then analysed using regular and advanced statistical techniques. First results show truly interesting opposite trends of spatial expansion or reduction, explained by different ecological and management processes. Indeed, it appears that if most stands expanded between the 7 years period, a third of them have known a reduction of their surfaces (up to -150m2 when maximum expansion reached +90m2). If human-induced disturbances and the distance from a transport infrastructure seem to play a role on these dynamics, exact effects of studied factors appear to be context-dependant. Altogether, these results are particularly relevant to improve management strategies especially those that try to prevent the invasion of the still preserved but highly threatened alpine environments.

International audience; La notion de continuité tant dans l’espace que le temps occupe une place croissante dans la préservation de la biodiversité. Nous expliquons pourquoi il est important d’identifier les secteurs où le manque de connectivité fragilise ou ne permet pas les flux de biodiversité. Si les connaissances sont souvent partielles, notamment sur la capacité de dispersion et d’adaptation des espèces aux modifications du paysage, des outils empiriques et théoriques, en particulier lorsqu’ils sont combinés, permettent déjà une planification opérationnelle de l’aménagement du territoire. La mise en application de ces outils nécessite de faire des choix, d’expérimenter et de suivre l’efficacité des mesures.

National audience; 3 thématiques sont explorées à partir de nos résultats. La première synthétise les observations des dendro-microhabitats en forêt sub-naturelle. Parmi les résultats commentés, (i) les feuillus portent plus fréquemment des dendro-microhabitats que les résineux ; (ii) plus un arbre est gros, plus il porte fréquemment un dendro-microhabitat ; (iii) seuls les très gros arbres portent tous les types de dendro-microhabitats ; (iv) les chandelles contribuent fortement à l’abondance des dendromicrohabitats, (v) 20 ha sont nécessaires en hêtraie-sapinière subnaturelle pour assurer la diversité des dendro-microhabitats. Dans la seconde partie, nous démontrons que l’exploitation perturbe fortement l’offre naturelle en dendro-microhabitats. La réduction du nombre d’arbres porteurs de dendro-microhabitats résulte de l’exploitation des gros arbres pour le sapin mais plutôt de la sélection pour le Hêtre. Après abandon de l’exploitation, le stock de bois mort se reconstitue plus vite que les dendro-microhabitats. Enfin, dans le troisième chapitre, nous illustrons que les dendro-microhabitats apportent une contribution significative aux variations de biodiversité, mais souvent inférieure au bois mort et au % de milieux ouverts. D’autre part, la relation entre la densité de dendro-microhabitats et la biodiversité dépend du degré d’ouverture du peuplement dans les forêts de montagne. Une discontinuité spatiale de l’offre en dendro-microhabitats peut réduire fortement la biodiversité.

Ce rapport présente les impacts de l'ancienneté des forêts et de la maturité des peuplements sur la diversité de deux groupes taxonomiques (flore vasculaire et coléoptères saproxyliques) des hêtraies sapinières méso-neutrophiles du massif de la Chartreuse. FLORE VASCULAIRE - La richesse en espèces ne répond ni à l’ancienneté ni à la maturité : les forêts anciennes et peu matures, anciennes et très matures, récentes et peu matures ou récentes et très matures ont environ le même nombre d’espèces. - Par contre, la composition en espèces répond à la fois à l’ancienneté et à la maturité : certaines espèces sont plutôt associées aux forêts anciennes (resp. récentes), ou aux peuplements très matures (resp. peu matures). COLEOPTERES SAPROXYLIQUES Insectes qui dépendent du bois mort. - La richesse en espèces et l’abondance de chaque espèce ne répondent pas à l’ancienneté mais répondent fortement à la maturité : les espèces sont plus nombreuses et leurs effectifs sont plus importants dans les peuplements très matures, en forêt ancienne comme en forêt récente. - L’ensemble des espèces des peuplements peu matures est inclus dans celui des espèces des peuplements très matures.

International audience; Microbial communities drive soil organic matter (SOM) decomposition through the production of a variety of extracellular enzymes. Climate change impact on soil microbial communities and soil enzymatic activities can therefore strongly affect SOM turnover, and thereby determine the fate of ecosystems and their role as carbon sinks or sources.To simulate projected impacts of climate change on Swiss Jura subalpine grassland soils, an altitudinal soil transplantation experiment was set up in October 2009. On the fourth year of this experiment, we measured microbial biomass (MB), microbial community structure (MCS), and soil extracellular enzymatic activities (EEA) of nine hydrolytic and oxidative extracellular enzymes in the transplanted soils on a seasonal basis.We found a strong sampling date effect and a smaller but significant effect of the climate manipulation (soil transplantation) on EEA. Overall EEA was higher in winter and spring but enzymes linked to N and P cycles showed higher potential activities in autumn, suggesting that other factors than soil microclimate controlled their pool size, such as substrate availability. The climate warming manipulation decreased EEA in most cases, with oxidative enzymes more concerned than hydrolytic enzymes. In contrast to EEA, soil MB was more affected by the climate manipulation than by the seasons. Transplanting soils to lower altitudes caused a significant decrease in soil MB, but did not affect soil MCS. Conversely, a clear shift in soil MCS was observed between winter and summer. Mass-specific soil EEA (EEA normalized by MB) showed a systematic seasonal trend, with a higher ratio in winter than in summer, suggesting that the seasonal shift in MCS is accompanied by a change in their activities. Surprisingly, we observed a significant decrease in soil organic carbon (SOC) concentration after four years of soil transplantation, as compared to the control site, which could not be linked to any microbial data.We conclude that medium term (four years) warming and decreased precipitation strongly affected MB and EEA but not MCS in subalpine grassland soils, and that those shifts cannot be readily linked to the dynamics of soil carbon concentration under climate change.

National audience; Augmenter la diversité des espèces forestières est aujourd'hui un des scénarios envisagés pour adapter la gestion sylvicole face aux changements climatiques et à l'augmentation des besoins en bois et des autres services écologiques rendus par la forêt aux sociétés humaines. En France, sur 15,1 millions d’hectares de surface forestière, 6,3 millions sont composés de peuplements à deux ou trois essences. Un des avantages avancés des peuplements mélangés, serait que ces derniers renfermeraient une plus grande diversité spécifique. Il a été montré qu’une plus grande diversité en arbre favorise l'apparition de différents microhabitats qui peuvent abriter différentes espèces végétales de sous-bois. Néanmoins, très peu d'études ont porté sur la diversité de la faune du sol dans les peuplements mélangés. Bien que certaines études mettent en évidence une réponse positive du mélange sur la biodiversité ou l’abondance de la faune du sol, d’autres montrent un effet peu marqué. De manière générale, l’effet des peuplements forestiers plurispécifiques face aux monospécifiques apparait comme fortement idiosyncratique ainsi que très dépendant du groupe de faune du sol étudié. De plus, il est important de relever que beaucoup d’études de ce type portent sur des effets de conversion forestière ou bien d’autres dispositifs qui ne permettent pas de statuer sur l’effet du mélange car toutes les modalités de peuplements purs et mixtes ne sont pas observées. Au travers ce constat, il est important de renforcer nos connaissances sur l’effet des peuplements mélangés sur la biodiversité et la structure des communautés de faune du sol qui sont des acteurs majeurs de la décomposition et interviennent fortement dans la régulation des cycles biogéochimiques de ces écosystèmes. Ainsi, cette étude vise à déterminer l'impact de la sylviculture en mélange sur la biodiversité des sols. Plus spécifiquement, nous avons étudié l'impact de la sylviculture en mélange en comparant des peuplements mélangés à des peuplements purs sur la diversité biologique des sols et plus spécifiquement sur les microarthropodes, en particulier les collemboles. Nous avons étudié deux massifs forestiers, un site de montagne et un de plaine, situés sur le massif de Belledonne (Isère) et en forêt d’Orléans (Centre), respectivement. Sur ces deux sites, trois compositions du peuplement ont été sélectionnés, à savoir deux peuplements purs (un feuillu et un résineux) et un peuplement mixte (mélange feuillu-résineux), avec 5 et 6 réplicats, pour Belledonne et Orléans, respectivement. Pour le site de montagne, les peuplements sont composés par du hêtre (Fagus sylvatica) et/ou du sapin (Abies alba). Pour le site de plaine, les peuplements sont constitués par du chêne (Quercus petraea) et/ou du pin (Pinus sylvestris). L’échantillonnage de microarthropodes a été réalisé en novembre 2013 pour les deux sites par carottage (Ø : 4,3 cm, 7 cm de profondeur) puis extraction par gradient de chaleur (Berlèse) pendant 8 jours. Les collemboles ont été identifiés à l’espèce. Parallèlement, plusieurs paramètres ont été mesurés tels que l’humidité du sol, le pH, le C/N, la CEC et les formes d’humus. Au total, 1490 individus ont été identifiés, appartenant à 41 espèces différentes. De manière générale, au regard des deux sites, l’abondance et la diversité des communautés de collemboles différent selon le type de peuplement. L’abondance et la richesse spécifique sont supérieures dans les peuplements de feuillus purs, 22 203 ind.m-2 et 10,27 espèces, en comparaison aux peuplements purs de résineux, 9 677 ind.m-2 et 6,54 espèces, respectivement. Les peuplements mélangés présentent des valeurs intermédiaires aux deux autres peuplements avec environ 14 782 ind.m-2 et 8,36 espèces. Comme attendu, l’analyse multivariée (BGA : between group analysis) des communautés de collemboles révèle que la réponse de ces communautés dans les peuplements mélangés diffère entre les deux sites. En effet, pour le site de plaine, les peuplements mélangés montrent une structure plus proche des peuplements résineux que celle des peuplements de feuillus (p simulée : 0,001). Bien que les différences soient nettement moins marquées en montagne (p simulée : 0,055), les communautés de collembole dans les peuplements mélangés semblent à l’inverse plus proches des communautés des peuplements de feuillus. Par l’intermédiaire d’une régression PLS (partial least square regression), nous avons présélectionné des variables explicatives pour chaque site que nous avons inséré de manière passive dans la BGA de chaque site (Figure 1). Il apparaît que les communautés de collemboles ne sont pas prédites par les mêmes facteurs environnementaux pour les deux sites. Ainsi, seulement le C/N apparaît en commun comme facteur explicatif de la variabilité des communautés des microarthropodes. Nous pouvons conclure que les peuplements mélangés ne soutiennent pas une diversité ou une abondance plus importante que les peuplements de feuillus quel que soit le site étudié. Toutefois, ils présentent toujours des valeurs intermédiaires aux deux peuplements purs, que ce soit pour l’abondance ou la diversité des collemboles. De plus, il apparaît évident que les facteurs de contrôle en fonction des sites ne sont pas les mêmes. Pour aller plus loin, il serait intéressant d’analyser les fonctions assurées par les organismes du sol dans les différents peuplements afin de prédire si les peuplements mélangés peuvent soutenir plus de services écosystémiques que les peuplements purs tels que la décomposition et le recyclage du carbone. Enfin, une étude comprenant plus de deux sites, placés sur un gradient climatique permettrait de découpler l'effet du mélange et des facteurs climatiques.

A partir d’un cadre national de réflexion, cet article propose trois dimensions d’un regard croisé entre pédologue et économiste sur l’artificialisation des sols. Les enjeux que porte cette artificialisation concernent principalement les sols agricoles et dépassent les questions liées à la propriété individuelle pour questionner leur caractère collectif (I). Mais la dynamique de consommation et d’artificialisation implique plus globalement un questionnement sur les temporalités des processus et notre capacité à en saisir les implications (II). Le repérage des changements et de leurs implications sur le long terme est en question. En avons-nous les moyens et les connaissances suffisantes ? Alors qu’un certain nombre d’observations et d’actions sont menées à destination de la gestion « durable » de l’espace, quel cadre proposent aujourd’hui les normes communes qui émergent ? (III) Enfin, une ouverture sur la notion de biens communs à l’échelle mondiale sur l’utilisation des terres agricoles et forestières sera envisagée en conclusion.

In mountainous regions, forests play an important protective role against rockfalls. Complementary with the classical researches on the dissipative effect of standing and living trees, this research studies the protection efficiency given by wood slash against snow avalanches and rockfalls. Stumps and lying stems can be used to increase efficiently the soil roughness and so limit or avoid triggering and propagation of falling rocks. However, due to the wood decay, the efficiency of such protective works is decreasing with time. The main experiments to estimate this protection are presented., En région de montagne, les forêts sur les versants jouent un rôle de protection contre les chutes de pierres. En complément des recherches traditionnelles sur l’effet dissipatif des arbres sur pied et vivants, cette recherche étudie l’efficacité de protection offerte par les rémanents contre les avalanches et les chutes de pierres. Les souches et les troncs d’arbres au sol peuvent être utilisés pour augmenter efficacement la rugosité au sol et ainsi limiter ou éviter le déclenchement et la propagation des chutes de pierres. Mais, en raison de la décomposition du bois, l’efficacité de ces structures de protection diminue avec le temps. Les principales expérimentations pour évaluer cette protection sont présentées.

Rapport d'avancement sur un projet " Atout-sol". L'objectif de ce projet est de déterminer l'impact de la sylviculture en mélange (peuplements forestiers composées d'au moins deux essences dominantes) sur la biodiversité et le fonctionnement des sols. Plus spécifiquement, les travaux sont découpés en deux volets : 1/ l'étude de la macrofaune 2/ l'étude du fonctionnement biologique des sols à travers la vitesse de décomposition des litières. En 2012, nous nous sommes consacrés au travail préparatoire. A savoir: Choisir des peuplements mélangés à étudier ; Prospecter et définir les sites d'étude ; Prélever la litière ; Etude bibliographique.

International audience; In mountain, forest can play a protective role against natural hazard such as rockfalls, avalanches, shallow landslides, debris flow and erosion. Complementary with the classical researches on the dissipate effect of standing trees, the protective capacity of wood slash are increasingly taken into account in the European protection forest. Slash are the results of logging, and are composed by stumps and logs. Slash can be a real barrier, if they are strategically positioned in the corridors subject to rockfalls or avalanches. Thus, after logging, slash can maintain or increase the roughness on the ground, and slow down or stop the gravitational phenomena. However, wood slash is a living material and it is subjected to decomposition process. After a cut and due to the wood decay, mass movement (e.g. erosion or shallow landslide) can be then reactivated. Loggings have different consequences on the biogeomorphological processes over time. The initial objective of our study is to analyze the decomposition and mechanical resistance loss of slash for the protection against rockfalls or avalanches over time. A chronosequence study has been established for three main species in European Alps: Pinus nigra, Fagus sylvatica and Picea abies. Several methods were used to assess wood density loss as an indicator: classical method for dry density measurement, resistograph, pilodyn, and spectrometry. All the results are presented via the calculation of different indexes of density decay. These results have been compared to crash test realized in laboratory to simulate a rock impact. To do a parallel with other topics as erosion or shallow landslide, we will also present the assessment of sediment production after clear-cutting in the black marls of the southern French Alps.

International audience; Rockfall risk is one of the most present risks in mountain regions. A forest management intervention can increase the protection role played by mountain forests (Bigot et al., 2009). Traditionally forest managers are using dead wood, in particular slash wood, against rockfall in mountain forest. Dead wood is an important structural and functional component of forest ecosystem (Harmon, 1986). The using materials are high stumps and logs. The “dead woods” used are mainly the timbers produced by thinning or clear-cutting harvesting. These structures have been principally developed in Austria at the end of last century. Today, use of slash as protection is present across all the alpine space. However, up to now there is no scientific knowledge on the efficiency of protection in time. Wood is a living material and it is subject to decomposition of these physical and chemical components. For dead wood, annual temperature is a main driver of decomposition. Initial wood density and diameter are also important drivers. Decomposition of dead wood is generally expressed as a decay constant k which is made up of annual mass or density losses due to respiration, leaching, and fragmentation(Garrett et al., 2007). Climatic factors and forest stands may vary greatly in mountain. Thus, the decomposition of wood is a complex process to study. A chronosequence study was established to evaluate this efficiency of protection in space and time. The main objective is to develop a first approach to study the loss of mechanical properties of slashes according to their decay rates. The experimental areas have been selected based on knowledge of harvesting years. For sampling, slashes were selected with different time since death (0, 5, 10, 15, etc., N-1years). The study areas are conducted in France, Switzerland and Austria. The mains species presented in the Alpine Arc are being sampled: Spruce, European beech, pine for Northern Alps and black pine for Southern Alps. Changes in the mass of logs and density of roots and stumps are used to estimate the decay rate constants. Multiple approaches are used to determine the decomposition of wood as an index. (i) Wood density is defined as the oven dry weight determined on disc sample or disc subsamples of the large sample, where samples are highly decomposed. (ii) Wood chemical properties loss (lignin and cellulose analysis) is determined by NIRS (Near Infrared Spectroscopy) after grinding of drying samples. (iii) Relative density is measured by drilling resistance and use of resistograph on the fields. (iiii) Penetration depth is determined directly by two penetrometers (pilodyn and nail gun)on the field. Later, these decay indexes will be validated and correlate by mechanic and destructive test within field works and laboratory. (i) Winching test to quantify root anchorage of stump. (ii) Real size experiments of rockfall to quantify the energy due for stumps and logs failures at experimental area Vaujany, France. (iii) Impact bending test with Charpy method to measure the resistance of wood material. The different approaches will be presented with the best ones retained for foresters’ practical uses and fieldworks. For the study areas, the predominant factor of decomposition of wood will be identified. Decay rates will be correlated with density and dbh (diameter at breast high) of each species. NIRS will conduct to investigate relationships between decomposition and chemical composition. A first correlation will be established between decay rate index and mechanical resistance of slash wood. Finally, we will present the results on the lifetime per species of these protective structures. This paper proposed to introduce practical methods for field works dedicated to the assessment of rockfall protection structures made with slash woods. This research program is part of the European Interreg IV Alpine Space project “MANFRED”.

International audience; Earthworms are known for their important role within the functioning of an ecosystem, and their diversity can be used as an indicator of ecosystem health. To date, earthworm diversity has been investigated through conventional extraction methods such as handsorting, soil washing or the application of a mustard solution. Such techniques are time consuming and often difficult to apply. We showed that combining DNA metabarcoding and next-generation sequencing facilitates the identification of earth-worm species from soil samples. The first step of our experiments was to create a reference database of mitochondrial DNA (mtDNA) 16S gene for 14 earthworm species found in the French Alps. Using this database, we designed two new primer pairs targeting very short and informative DNA sequences (about 30 and 70 bp) that allow unambiguous species identification. Finally, we analysed extracellular DNA taken from soil samples in two localities (two plots per locality and eight samples per plot). The two short metabarcode regions led to the identification of a total of eight earthworm species. The earthworm communities identified by the DNA-based approach appeared to be well differentiated between the two localities and are consistent with results derived from inventories collected using the handsorting method. The possibility of assessing earthworm communities from hundreds or even thousands of localities through the use of extracellular soil DNA will undoubtedly stimulate further ecological research on these organisms. Using the same DNA extracts, our study also illustrates the potential of environmental DNA as a tool to assess the diversity of other soil-dwelling animal taxa.

The links between agriculture and biodiversity are complex. The finding of a decline in biodiversity requires understanding of the impact cross-agricultural uses and diversity of life. Between intensification and extensification joint approaches to landscape scales and the agricultural parcel offer a wide range of crop management-friendly synergies., Les liens entre agriculture et biodiversité sont complexes. Le constat d'un déclin de la biodiversité exige de mieux comprendre les incidences croisées entre usages agricoles et diversité du vivant. Entre intensification et extensification les approches conjointes aux échelles du paysage et de la parcelle agricole dégagent une large gamme d'itinéraires techniques favorables aux synergies recherchées.

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVIN; International audience; We studied the dynamics of earthworm populations in a fire prone forest environment in Mediterranean France from 2005 to 2011. Species diversity, worm number, size and biomass and worm casts size, number and spatial distribution were measured in an experimental design including 33 plots, with various fire regimes combining 2 fire frequencies (few fires vs many fires in 50 years) and 3 dates for the last fire (1, 4 and 15 years ago) and unburnt control plots. The follow up included a period of repeated drought (2003-2007) followed by a period of normal climate (2008-spring 2011). The two last fires (2003 and 2007 occurred respectively at the beginning and at the end of the dry period, which allowed assessing the drought-fire stress interaction. Worm populations, diversity and activity were reduced by fire as well by repeated drought. The reduction was higher in case of repeated fires. Fire and drought mutually increased their respective impact, showing a strong interaction. Worm activity, size and spatial distribution gradually recovered in 4 years after the end of drought but remained lower than normal in recently or frequently burned plots. Population spreading from refugees was studied too and proved to be slow (2-3 m/year).

International audience; Each year in mountains, natural hazards generate extensive damage and even sometimes casualties. For rockfalls, forests can play an important role of passive protection by increasing the energy dissipation of falling rocks. Up to now, many studies have shown the efficiency of forests standing against rockfalls, but these studies are only considering living trees. In Austria and Switzerland, managers are using stumps, logs and other timber products to create natural dams against rockfalls since twenty years ago. Today, French foresters have adopted these techniques, but there is still a lack of knowledge on the efficiency and the lifetime of such protective structures. The main objectives of this research are to quantify the mechanical resistance loss according to the wood decay kinematics. The materials studied include logs, stumps and roots. Preliminary works have been done in order to select experimental plots in the Alpine Space. The species studied are: silver fir, norway spruce, european beech and pinus nigra. The wood decay rates are quantified by using a chronosequence approach. Different methods are used to quantify the wood density loss. A specific protocol, based on both non-destructive and destructive tests, has been built for analyzing the loss of mechanical resistance of these woody elements. The final objective is to integrate, in rockfall trajectory simulation models in 3D, the actions of this biological engineering protective works taking into account their efficiency evolution within their lifetime.

La mise en réseau des espaces de vie dans les Alpes est un thème central de la protection de la nature le la Convention alpine. Les expériences menées dans les Alpes et dans la région Rhône-Alpes sont présentées.

The links between agriculture and biodiversity are complex. The finding of a decline in biodiversity requires understanding of the impact cross-agricultural uses and diversity of life. Between intensification and extensification joint approaches to landscape scales and the agricultural parcel offer a wide range of crop management-friendly synergies., Les liens entre agriculture et biodiversité sont complexes. Le constat d'un déclin de la biodiversité exige de mieux comprendre les incidences croisées entre usages agricoles et diversité du vivant. Entre intensification et extensification les approches conjointes aux échelles du paysage et de la parcelle agricole dégagent une large gamme d'itinéraires techniques favorables aux synergies recherchées.

Dans ce livre, le Cemagref, institut de recherche en sciences et technologies pour l'environnement, fait le point de ses travaux scientifiques menés sur la forêt. Pourquoi une recherche sur la forêt ? D'abord parce qu'elle occupe plus d'un quart de la surface de notre territoire métropolitain. Ensuite, parce qu'elle fournit tout un ensemble de services variés et, pour certains, essentiels à notre société : la production de bois, la protection contre les aléas naturels, la chasse et la promenade en sont de très bonnes illustrations. Enfin, parce qu'elle constitue un milieu naturel riche en biodiversité et occupe une place notable dans les débats sur les enjeux environnementaux. Forts de ce constat, les chercheurs et experts du Cemagref apportent leur contribution en abordant des problématiques majeures pour la gestion durable des forêts : état et dynamique de la forêt, de sa biodiversité, vulnérabilité des forêts aux changements globaux et stratégies d'adaptation, gestion multifonctionnelle des forêts, rôle de protection contre les aléas naturels, place de la forêt dans les territoires et enjeux sociaux. L'interaction entre forêt et gestion se situe ainsi au c½ur de nos travaux.

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVIN; International audience; La succession de sécheresses anormales et de canicules au cours de la décennie 1998-2007 en Provence a profondément modifié la composition floristique de la forêt méditerranéenne. En moyenne, près de 15% de la flore a changé. Un fort dépérissement a été observé dans les plantes mésophiles tandis que les plantes thermo-xérophiles gagnaient du terrain en nombre et en recouvrement. Cette transformation est d'autant plus forte que la station est favorable. On montre ainsi que des seuils critiques de stress hydrique d'origine climatique ont été franchis et que les conditions locales favorables (sols profonds, topographies concaves, versants frais) ne peuvent plus compenser. Pour les peuplements arborés, de fortes mortalités ont été observés chez le pin sylvestre et le sapin, confirmant la grande vague de mortalité forestière en cours dans le monde entier, n'épargnant aucun type d'écosystème et aucun continent. Par ailleurs, la sécheresse a eu des effet d'autant plus marqués que la végétation avait subi un nombre de feux élévés dans le passé. Réciproquement, les feux ont fait beaucoup plus de dégâts lorqu'ils se sont produits après des sécheresses répétées. Ainsi feux et sécheresses répétés accroissent mutuellement leurs effets défavorables sur l'environnement.

International audience; In mountainous regions forested slopes play an important protective role against rockfalls. Complementary with the classical researches on the dissipative effect of standing and living trees, this research program studies the protective capacity of tree stumps and log against snow avalanches and rockfalls. In Austria, the felling technique Alpi has been developed. It allows a specialised lumberjack to create small rockfall barriers using one or two tree stems anchored on high tree stumps. Lying tree stems can be then used to increase efficiently the roughness of the soil and so to limit or avoid triggering and propagation falling rocks. But, due to the wood decay, the efficiency of such protective works is decreasing with time. The main objectives of this research program are to quantify the efficiency of rockfall protection structures depending on their characteristics (stump and stems density, position on the slope, tree species, etc.), and to evaluate their resistance over time taking into account the decomposition of wood. This study is part of the European Interreg IV Alpine Space project "MANFRED".; En région de montagne, les versants forestiers jouent un rôle de protection contre les chutes de pierres. En complément des recherches traditionnelles sur l'effet dissipatif des arbres sur pieds et vivant, ce programme de recherche étudie la capacité protectrice des souches et des troncs au sol contre les avalanches et les chutes de pierres. En Autriche, la technique de coupe Alpi a été développée, elle permet à un bûcheron spécialisé de créer des barrières pare-pierres à l'aide d'un ou deux troncs d'arbres, ancré sur des souches hautes. Les troncs d'arbres au sol peuvent être utilisés pour augmenter efficacement la rugosité au sol et ainsi limiter ou éviter le déclenchement et la propagation des chutes de pierres. Mais, en raison de la décomposition du bois, l'efficacité de ces structures de protection diminue avec le temps. Les principaux objectifs de ce programme de recherche sont de quantifier l'efficacité de ces structures pare pierres en fonction de leurs caractéristiques (densité des souches et des troncs, position sur la pente, types d'essences, etc.), et d'évaluer leur résistance au cours du temps en tenant compte de la décomposition du bois. Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet européen Interreg IV Espace Alpin "Manfred".

International audience; Biotic interactions are major drivers of biological invasion. However, the roles of direct and indirect positive and negative interactions at the different phases of an invasion process have rarely been addressed because most studies have focused on a particular stage of invasion. We analyzed the respective role of direct and indirect interactions during the colonization and establishment phases of the invasion of Acer negundo, a North-American tree species which has invaded European floodplains. In the Middle Rhone floodplain (France), where Acer forms monodominant stands at the ecotone between native early- and late-successional communities, we set up an experiment along a natural successional gradient. In the three communities we transplanted seedlings of the invasive and of three natives within the forest and in experimental gaps and with and without herbaceous species. We also quantified the effects of the tree canopies and of understory communities on light, available nitrogen and soil moisture. We made two main predictions: (i) native pioneer tree species directly facilitate Acer, and (ii) adult Acer have a higher competitive effect on all other species than native overstory species. Consistent with our first hypothesis, we observed strong direct facilitation for the survival of Acer seedlings in the early-successional Salix community, which was likely due to the mitigation of flooding disturbance. In contrast to our second hypothesis adult Acer did not have higher direct competitive effects on the other species than late-successional native Fraxinus. However, we found significant indirect facilitation of Acer canopies on the growth of Acer seedlings. This facilitative effect occurred for the invasive within its own community because adult Acer significantly reduced the abundance of highly competitive herbaceous competitors which decreased belowground competition. We conclude that the relative importance of direct and indirect interactions were highly variable during the invasion process, but that direct facilitation by native species was predominent during the colonization phase of Acer and indirect facilitation by adult Acer canopies was predominant during the establishment phase.

International audience; Within the scope of the Alter-Net WP I3, CEMAGREF has set-up in collaboration with several other institutes (CNRS, University Joseph Fournier of Grenoble, University of Savoy) and regional bodies (e.g. National Park of Ecrins, Natural Regional Park of Vercors, National Botanical Conservatory, National Forest Office) the LTSER plat-form French Alps. This LTSER site federates about 50 scientists in the field of climatology, ecology, social science, and economy. Main concerns of the our LTSER site are to strengthen a scientific network on the thematic of land use and climate changes in the French part of Alps, to conduct long term observations and experiments and to develop strong links with land managers/users. The LTSER plat-form French Alps is in particular working on climate change and impacts on ecosystems, land-use change dynamics, and biodiversity and ecosystem functioning.

[Notes_IRSTEA]Présenté au nom de 50 co-auteurs impliqués dans le projet européen IRISE (Impact de la Répétition des Incendies Sur l'Environnement) [Departement_IRSTEA]GT [TR1_IRSTEA]SET / RICOMED [TR2_IRSTEA]SET / DYMON; International audience; Between 2005 and 2008, a group of 10 research teams studied vegetation, litter, earthworms, microfauna, bacteria, soil physics, nutriments, organic matter (quality and quantity) and toxic compounds in a multidisciplinary research program dealing with the impact of repeated forest fires on biodiversity and the soil in mediterranean forests. Plots were laid in old growth forests and in sites burned between 1 and 4 times in the last 50 years. For each fire regime, fires dating 1, 3, 5, 15 and 25 years were chosen. The goals were: (1) to look for biodiversity indicators for the assessment of the ecosystem status and functioning, (2) to understand interactions between biotic and abiotic factors in ecosystem resistance and resilience, (3) to look for critical fire frequency thresholds. Taking advantage of the exceptional drought which occurred during the experiment, we studied the interaction between fire and drought. Two thresholds appeared in fire frequency (1 and 4 fires in 50 years) leading to deep changes in the ecosystem biodiversity and functioning. Few differences were observed 3 and 15 years after fire between plots burned 1, 2 or 3 times, the ecosystem being used for millenniums to such fire frequencies. Earthworms and bacteria diversity and activity appeared critical for ecosystem functioning and recovery after fire. Due to drought, this activity was severely reduced and strong interactions were found between fire and drought, each of these disturbances amplifying the impact of the other. High disturbance frequency by fire or drought reduced biological diversity, increasing the resistance but reducing the resilience of communities. Some obligate seeders tree species disappeared when fire occurred at less than 15 to 20 years interval, changing the ecosystem structure. Trees mortality due to drought was far higher in recently burned areas, degrading vegetation from forest to matorals. The quantitative resilience of several physical and chemical parameters is achieved within 15 to 25 years after fire, but 50 years are necessary to fully recover the qualitative values and balance for these parameters as well as for most of the biological factors. Most of the critical biological, physical and chemical processes were concentrated in the topsoil (0-5 cm), deeper horizons being impoverished by a long fire history, except in old growth forests. These ecosystems are fragile and their dynamics may shift to desertification with increasing drought due to climate change.

National audience; Cette présentation est le rendu d'un travail mené pour le Conseil Général de l'Isère en 2007, dans le cadre d'un appel à projets du pôle Biodiversité. Cette étude vise à la mise en place d'une méthode de description et d'évaluation de la valeur écologique (naturelle et conservatoire) des écosystèmes forestiers d'Isère. Nous testons ainsi la pertinence d'une grille de lecture de données écologiques et de sa capacité à traduire une différence entre des forêts gérées et des forêts non gérées depuis plusieurs années (Réserves biologiques intégrales du Vercors et de la Chartreuse). Nous examinons également de manière succincte la réponse des espèces en terme de richesse spécifique à ce gradient de gestion.

National audience; Pourquoi mesurer la résistivité électrique des sols ? L'hétérogénéité spatiale des sols forestiers doit être prise en compte tant par le gestionnaire que par le scientifique, notamment lorsqu'il s'agit d'étudier d'éventuelles modifications sur le long terme. Actuellement, les méthodes qui permettent de rendre compte de cette hétérogénéité sont peu nombreuses et conduisent la plupart du temps à l'altération, voire la destruction, du milieu étudié. Au cours des dernières décennies, plusieurs études ont montré des relations entre les propriétés physiques et chimiques du sol et la résistivité électrique. La résistivité électrique (ρ) est définie comme suit : ρ = K.ΔV/I où K est un facteur géométrique qui dépend de la configuration utilisée lors de la mesure, ΔV la différence de potentiel et I l'intensité (donc ΔV/I la résistance). La majorité des études actuelles sont menées sur les sols agricoles alors que les études sur les sols forestiers sont très rares. Le but de notre étude est : (i) d'identifier dans quelle mesure les propriétés des sols forestiers influencent la résistivité électrique ; (ii) de préciser les éventuelles implications pour la prise en compte de l'hétérogénéité spatiale du sol lors de la mise en place de protocoles expérimentaux. Comment mesure-t'on la résistivité électrique des sols ? Les mesures de résistivité sur une maille de 5x10m sur l'ensemble de la placette nous a permis de tracer une carte de résistivité électrique du sol. Cette carte est ensuite utilisée pour définir un protocole d'échantillonnage du sol équilibré entre les différentes classes de résistivité et relier ainsi les propriétés mesurées du sol à une valeur de résistivité in situ. La campagne de mesure se déroule sur 2 jours : la mesure de résistivité le premier jour ; le prélèvement des 24 échantillons de sol le second jour, la localisation des points d'échantillonnage étant définie à partir de la carte de résistivité. Pour que ces mesures soient valables, il ne doit pas pleuvoir entre les 2 phases de travail. Les résultats présentés ont été obtenus sur la placette RENECOFOR EPC74, située dans la forêt domaniale des Voirons, en Haute-Savoie. Deux exemples de caractérisation des variations des propriétés du sol : la teneur en argile et la forme d'humus On observe des corrélations significatives entre certaines propriétés du sol et la résistivité mesurée sur la placette. Ainsi, la résistivité traduit 57% des variations de la teneur en argile du sol et 41% des variations des formes d'humus.La résistivité représente une mesure indirecte et non destructive des propriétés du sol qui permet d'établir une cartographie assez précise de ces propriétés. Sur la placette EPC74, les zones de forte résistivité (brun foncé) correspondent à des sols sableux drainants, pauvres en cations échangeables et à humus peu actifs (Dysmull), probablement issus de la désagrégation de moraines glaciaires. Les zones de faible résistivité (jaune) correspondent à des sols argileux riches en cations et à formes d'humus actives (Eumull). Nos résultats confirment ceux obtenus en terrains agricoles pour les propriétés intrinsèques du sol (texture, chimie). La corrélation avec la forme d'humus est plus originale et permet une cartographie ce compartiment clé du milieu forestier qui assure de nombreuses fonctions de l'écosystème. Cependant, la calibration des mesures de résistivité par au minimum 6 échantillons de sol doit être reproduite pour chaque site étudié car les variations spatiales et temporelles de propriétés telles que l'humidité influencent fortement les mesures et ne permettent pas de construire un modèle général de relation résistivité / propriétés du sol. Implications pour le réseau RENECOFOR: L'utilisation de la résistivité électrique a un triple intérêt car elle permet : (i) d'obtenir des informations spatialisées sur la placette étudiée ; (ii) de définir des protocoles expérimentaux qui prennent en compte la variabilité spatiale des propriétés du sol ; (iii) de réaliser des suivis dans le temps dans le but de détecter des modifications de fertilité.

Goals: This project aimed at assessing the impact of forest fire repetition on vegetation and the soil, in terms of biodiversity, carbon balance and the global ecosystem potential. The study area is the Maures massif (Mediterranean area in the Southeast of France), an ecosystem developed on crystalline rocks. Because of the persistent drought during all the project, we studied the interaction between of fire recurrence and drought recurrence. Protocols: The sampling design includes 3 fire regimes during the last 50 years (many fires = 3-5, medium = 1-2 fires, control = no fire) and 3 time spans since the last fire (very recent = 9-12 months, recent = 3-5 years, old = 15-25 years). Control plots did not burn since either 50 years, or 200 years. 31 plots were laid out, five by treatment except for the old growth control forest (1 plot). The follow-up of the same plots during 3 years allowed furthermore studying the short-term dynamics of the environment after fire. We studied the functional relations between various aerial and soil compartments of the ecosystem at several spatial and temporal scales, combining physical, chemical and biologic factors, to identify key processes and species controlling the resilience of the environment or its resistance to disturbances. Results: Globally, the time since the last fire, thus the ecosystem resilience dynamics, were more influent on most of the measured parameters than the number or the frequency of fires. However, these last ones often play a functionally significant role, their relative importance increasing with the number of fires. The absence of fires for 150 - 200 years allowed a dramatic recovery of the fertility and biological activity. The repletion of the carbon stock in the superficial soil horizons (0 15 cm) and important modifications in flora structure and composition were particularly significant. With a mean fire frequency of one fire every 25 to 50 years, a good global resilience of the ecosystem, its flora and its functioning was observed, but at a low level of potential and at the shrinkage limit: most of the organic matter was limited to the first centimeters of the topsoil (0-5cm) where the biologic activity concentrated at fire's mercy. Most of the parameters which are modified by the fire recovered quantitatively in 15 to 25 years. But 50 years were generally necessary for the resilience of qualitative aspects, notably for the organic matter, biogeochemical cycles, microbiologic functioning of the soil and plant diversity.With higher fire frequencies (4 fires or more in 50 years, or fires occurring at less than 10 years interval), many parameters are durably altered, showing a global degradation of the ecosystem potential: it was particularly true for vegetation composition and structure, soil fauna and the loss of organic matter and its qualitative transformation. This last change led to drop in the activity, the resistance and the resilience of microbial communities. The nitrogen cycle was particularly disturbed. With one to 3 fires in 50 years, these forests do not store nor lose significantly carbon in the superficial soil horizons nor in the living biomass; a higher frequency led the forest to be a carbon source. With no fires over 50 years, and particularly after more than 150 years, these forests become a good carbon sink. The conjunction of numerous fires and repeated droughts led to a collapse of the biological functioning of the ecosystem. Fire and drought amplified mutually their deleterious impact. The persistent drought from 2003 to 2007 stopped the normally fast recovery dynamics in the first year after the fire of year 2003, and even made some biologic parameters decline. Plots with the higher fire frequency up to 2003 were the most impacted by drought. The preliminary effect of drought also dramatically increased the impact of the fires of year 2007. A threshold of 4 successive years of severe drought seems to be a critical threshold for the ecosystem, as well as 4 fires would be a critical threshold for the number of fires in 50 years., Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines). Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant.

The most common model for functional strategies and biotic interaction between trees found in the literature is one that presents shadow as being the major constraint and competition as being the prevalent relationship between species. In mixed temperate forests, at the end of the succession, softwoods are generally considered under this model to be better competitors than hardwoods. It is hence in conflict with the basic concepts of autogenic succession and contradicts the results of numerous recent experimental studies that demonstrate the existence of positive relationships between species, in particular in environments that are under physical constraints. In contrast, under the latter model, which is referred to as holistic, light is seen as a form of stress to which only some softwoods are tolerant generally pine and juniper. The article briefly recalls the basic principles behind these two models and those proposed by the Flore forestière française (Rameau et al., 1993), and then goes on to present the results of two experimental studies conducted in the upland mixed forests of the French Alps with the aim of analyzing changes in softwood/hardwood interactions along environmental gradients. In the extremely favourable climate context of the Chartreuse forest area, the effects of shadow are negative and only competition is found in compliance with the first model. However, the angiosperms (beech and especially sycamore) are the most shade-tolerant in contrast with the softwoods (fir tree and especially spruce), which tend to suffer from very fierce competition for light. In the context of exposure to strong sunlight in the middle-range Maurienne mountains, the effects of shadow on the other hand are consistently positive and facilitation in accordance with the second model largely prevails. The softwood/hardwood opposition is no longer operative whereas tolerance to excess light and dry air becomes the relevant mechanism for biotic interactions, with a greater aptitude for facilitation in the case of shadetolerant oceanic species (beech and fir tree)., Dans la littérature, le modèle le plus courant sur les stratégies fonctionnelles et les interactions biotiques entre les arbres présente l'ombre comme une contrainte majeure et les relations entre les espèces comme dominées par la compétition. En fin de succession des forêts mixtes tempérées, les conifères sont souvent considérés dans ce modèle comme de meilleurs compétiteurs que les feuillus. Ce modèle est donc en opposition avec les concepts de base de la succession autogénique et avec les résultats des nombreuses récentes études expérimentales démontrant l'existence de relations positives entre les espèces, en particulier dans les environnements contraints physiquement. Dans ce deuxième modèle, dit holistique, la lumière est au contraire perçue comme un stress uniquement toléré par quelques conifères, généralement des pins et des genévriers. Après avoir rappelé les principes de base de ces deux modèles et ceux proposés dans la Flore forestière française (Rameau et al., 1993), nous présentons ici les résultats de deux études expérimentales réalisées dans les forêts mixtes montagnardes des Alpes françaises avec comme objectif d'analyser les changements d'interactions entre conifères et feuillus le long des gradients environnementaux. Dans le contexte climatique très favorable du massif de la Chartreuse, les effets de l'ombre sont négatifs et la compétition est seule présente conformément au premier modèle. Néanmoins ce sont les angiospermes (Hêtre et surtout Érable sycomore) qui sont les plus tolérants à l'ombre et non pas les conifères (Sapin et surtout Épicéa) qui souffrent d'une très forte compétition pour la lumière. Dans le contexte à fort rayonnement solaire de la moyenne Maurienne, les effets de l'ombre sont en revanche toujours positifs et la facilitation largement dominante conformément au second modèle. L'opposition conifères-feuillus n'est plus pertinente, la tolérance de l'excès de lumière et de la sécheresse de l'air devenant le mécanisme déterminant les interactions biotiques avec une plus forte aptitude à la facilitation pour les espèces sciaphiles océaniques (Hêtre et Sapin).

Goals: This project aimed at assessing the impact of forest fire repetition on vegetation and the soil, in terms of biodiversity, carbon balance and the global ecosystem potential. The study area is the Maures massif (Mediterranean area in the South-East of France), an ecosystem developed on crystalline rocks. Because of the persistent drought during the project, we studied the interaction between fire recurrence and drought recurrence. Protocols: The sampling design includes 3 fire regimes during the last 50 years (many fires = 3-5, medium = 1-2 fires, control = no fire) and 3 time spans since the last fire (very recent = 9-12 months, recent = 3-5 years, old = 15-25 years). Control plots did not burn since either 50 years, or 200 years. 31 plots were laid out, five by treatment except for the old growth control forest (1 plot). The follow-up of the same plots during 3 years allowed furthermore studying the short-term dynamics of the environment after fire. We studied the functional relations between various aerial and soil compartments of the ecosystem at several spatial and temporal scales, combining physical, chemical and biologic factors, to identify key processes and species controlling the resilience of the environment or its resistance to disturbances. Results: Globally, the time since the last fire, thus the ecosystem resilience dynamics, were more influent on most of the measured parameters than the number or the frequency of fires. However, these last ones often play a functionally significant role, their relative importance increasing with the number of fires. The absence of fires for 150 - 200 years allowed a dramatic recovery of the fertility and biological activity. The repletion of the carbon stock in the superficial soil horizons (0 15 cm) and important modifications in flora structure and composition were particularly significant. With a mean fire frequency of one fire every 25 to 50 years, a good global resilience of the ecosystem, its flora and its functioning was observed, but at a low level of potential and at the shrinkage limit: most of the organic matter was limited to the first centimetres of the topsoil (0-5cm) where the biologic activity concentrated at fire's mercy. Most of the parameters which are modified by the fire recovered quantitatively in 15 to 25 years. But 50 years were generally necessary for the resilience of qualitative aspects, notably for the organic matter, biogeochemical cycles, microbiologic functioning of the soil and plant diversity.With higher fire frequencies (4 fires or more in 50 years, or fires occurring at less than 10 years interval), many parameters are durably altered, showing a global degradation of the ecosystem potential: it was particularly true for vegetation composition and structure, soil fauna and the loss of organic matter and its qualitative transformation. This last change led to drop in the activity, the resistance and the resilience of microbial communities. The nitrogen cycle was particularly disturbed. With one to 3 fires in 50 years, these forests do not store nor lose significantly carbon in the superficial soil horizons nor in the living biomass; a higher frequency led the forest to be a carbon source. With no fires over 50 years, and particularly after more than 150 years, these forests become a good carbon sink. The conjunction of numerous fires and repeated droughts led to a collapse of the biological functioning of the ecosystem. Fire and drought amplified mutually their deleterious impact. The persistent drought from 2003 to 2007 stopped the normally fast recovery dynamics in the first year after the fire of year 2003, and even made some biologic parameters decline. Plots with the higher fire frequency up to 2003 were the most impacted by drought. The preliminary effect of drought also dramatically increased the impact of the fires of year 2007. A threshold of 4 successive years of severe drought seems to be a critical threshold for the ecosystem, as well as 4 fires would be a critical threshold for the number of fires in 50 years. A set of indicators of the health status and dynamics of the ecosystem was selected among biological, physical and chemical parameters.; Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines. Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant. Un jeu d'indicateurs de l'état et de l'évolution de l'écosystème a été retenu, basé sur des paramètres biologiques, physiques et chimiques.

1 - Water availability is one of the main factors explaining flora composition and growth in Mediterranean regions, where it may decline with climate change. 2 - Our goal was to develop a model for forest site assessment in Mediterranean environments, focusing on water availability to assess potential vegetation composition and productivity at any places whatever their level of disturbance. 3 - We designed a statistical model, using global climatic and geographic variables as well as detailed local topographic and edaphic variables to compute a bioclimatic index for Mediterranean forest environments. This model was calibrated in France with a flora index from 325 old-forests. 80.3% of the flora index variance was explained by the model. The method fills a gap in existing models, bridging scales from the region to forest sites. 4 - Beyond its theoretical aspect, it was designed to allow practical tools to be derived from it for decision making and management, as the assessment of climate change impact on vegetation and of forest productivity. Its development and adaptation is possible in other Mediterranean regions, and in any region where water is one of the main limiting factors., 1 La disponibilité en eau est un des principaux facteurs contrôlant la composition et la croissance de la flore en région méditerranéenne. Elle devrait décroître avec le changement climatique. 2 - Notre objectif était de développer un modèle pour l'analyse stationnelle des milieux forestiers méditerranéens. Basé sur la disponibilité de l'eau, il devait permettre l'évaluation de leur flore potentielle et de leur productivité, quel que soit leur état de perturbation. 3 - Nous avons conçu un modèle statistique, utilisant conjointement des variables globales, climatiques et géographiques, et des variables locales topographiques et édaphiques pour calculer un indice bioclimatique adapté aux milieux forestiers méditerranéens. Ce modèle a été calibré en France sur 325 placettes de forêts âgées à l'aide d'un indice floristique dont il explique 80.3% de la variance. Avec des échelles de travail allant en continu de la région à la station forestière, la méthode comble un vide dans la gamme des modèles existants. 4 - Ce modèle ouvre des perspectives pour l'évaluation de l'impact du changement climatique sur la flore et de la productivité forestière. La méthode peut être adaptée à d'autres régions méditerranéennes et à toute région où le bilan hydrique est un des principaux facteurs limitants.

La recherche sur les Alpes bénéficie de plusieurs réseaux de coordination internationaux dont un seul, le comité international recherche alpine (ISCAR), se consacre exclusivement à l’arc alpin. La création d’ISCAR est une retombée de la mobilisation des divers partenaires alpins autour de la mise en place de la Convention alpine. Aujourd’hui, la recherche alpine vise à promouvoir une vision intégrée des territoires centrée sur la création et le maintien d’un réseau spatial et temporel de relations durables entre les hommes et les autres composantes de l’écosphère. Elle associe étroitement la mise en valeur des ressources et la conservation des diversités biologiques et culturelles qui constituent l’identité alpine. Cet article a pour ambition de montrer : (1) comment s’organise la coordination internationale des recherches sur les Alpes, (2) le rôle de la Convention alpine en tant que cadre de référence pour les recherches spécifiquement alpines, (3) le rôle du comité international ISCAR et des programmes Interreg " Espace alpin " pour fédérer les recherches autour d’enjeux territoriaux qui concernent la conservation de la biodiversité et le développement territorial. Mots-clés : Convention alpine, recherche alpine, agenda de recherche, ingénierie du lien, observatoires éco-socio-économiques.

[Departement_IRSTEA]GT [TR1_IRSTEA]SET / RICOMED [TR2_IRSTEA]SET / DYMON; Goals: This project aimed at assessing the impact of forest fire repetition on vegetation and the soil, in terms of biodiversity, carbon balance and the global ecosystem potential. The study area is the Maures massif (Mediterranean area in the South-East of France), an ecosystem developed on crystalline rocks. Because of the persistent drought during the project, we studied the interaction between fire recurrence and drought recurrence. Protocols: The sampling design includes 3 fire regimes during the last 50 years (many fires = 3-5, medium = 1-2 fires, control = no fire) and 3 time spans since the last fire (very recent = 9-12 months, recent = 3-5 years, old = 15-25 years). Control plots did not burn since either 50 years, or 200 years. 31 plots were laid out, five by treatment except for the old growth control forest (1 plot). The follow-up of the same plots during 3 years allowed furthermore studying the short-term dynamics of the environment after fire. We studied the functional relations between various aerial and soil compartments of the ecosystem at several spatial and temporal scales, combining physical, chemical and biologic factors, to identify key processes and species controlling the resilience of the environment or its resistance to disturbances. Results: Globally, the time since the last fire, thus the ecosystem resilience dynamics, were more influent on most of the measured parameters than the number or the frequency of fires. However, these last ones often play a functionally significant role, their relative importance increasing with the number of fires. The absence of fires for 150 - 200 years allowed a dramatic recovery of the fertility and biological activity. The repletion of the carbon stock in the superficial soil horizons (0 15 cm) and important modifications in flora structure and composition were particularly significant. With a mean fire frequency of one fire every 25 to 50 years, a good global resilience of the ecosystem, its flora and its functioning was observed, but at a low level of potential and at the shrinkage limit: most of the organic matter was limited to the first centimetres of the topsoil (0-5cm) where the biologic activity concentrated at fire's mercy. Most of the parameters which are modified by the fire recovered quantitatively in 15 to 25 years. But 50 years were generally necessary for the resilience of qualitative aspects, notably for the organic matter, biogeochemical cycles, microbiologic functioning of the soil and plant diversity.With higher fire frequencies (4 fires or more in 50 years, or fires occurring at less than 10 years interval), many parameters are durably altered, showing a global degradation of the ecosystem potential: it was particularly true for vegetation composition and structure, soil fauna and the loss of organic matter and its qualitative transformation. This last change led to drop in the activity, the resistance and the resilience of microbial communities. The nitrogen cycle was particularly disturbed. With one to 3 fires in 50 years, these forests do not store nor lose significantly carbon in the superficial soil horizons nor in the living biomass; a higher frequency led the forest to be a carbon source. With no fires over 50 years, and particularly after more than 150 years, these forests become a good carbon sink. The conjunction of numerous fires and repeated droughts led to a collapse of the biological functioning of the ecosystem. Fire and drought amplified mutually their deleterious impact. The persistent drought from 2003 to 2007 stopped the normally fast recovery dynamics in the first year after the fire of year 2003, and even made some biologic parameters decline. Plots with the higher fire frequency up to 2003 were the most impacted by drought. The preliminary effect of drought also dramatically increased the impact of the fires of year 2007. A threshold of 4 successive years of severe drought seems to be a critical threshold for the ecosystem, as well as 4 fires would be a critical threshold for the number of fires in 50 years. A set of indicators of the health status and dynamics of the ecosystem was selected among biological, physical and chemical parameters.; Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines. Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant. Un jeu d'indicateurs de l'état et de l'évolution de l'écosystème a été retenu, basé sur des paramètres biologiques, physiques et chimiques.

Spatial heterogeneity of forest soils has to be taken into account both by managers and scientists, particularly for studying long term modifications. The current methods that allow taking this heterogeneity into account are rare and, most of the time, imply the destruction of the studied object. During the last decades, several studies have shown relationships between soil properties and electrical resistivity. This non-invasive method allows designing response surface sampling designs based on the variations of the resistivity measured in situ and to map certain properties of soils. Most of the current studies involving electrical resistivity concern agricultural soils, whereas the studies concerning forest soils are rare. The aim of our study is twofold: (i) to identify to what extent forest soil properties influence electrical resistivity; (ii) to eventually propose implications for experimental design and monitoring of forest ecosystems. We measured electrical resistivity on a 5x10m grid (5x5 on certain plots) with a Wenner array (arrow of 4 probes spaced of a distance of 25cm). This allowed us to create a soil resistivity map which was used to design a sampling design based on the variations of electrical resistivity within the plot. We thus aimed at correlating soil properties with in situ resistivity. The results we presented were obtained on three different RENECOFOR plots. These plots cover a large range of correlation levels between resistivity and observed (humus) and analyzed (physico-chemical) properties. We present: (i) a plot where we obtained strong correlations between resistivity and soil properties; (ii) a plot where correlations are weaker but still significant; (iii) a plot where no significant correlation could have been found. Our results confirmed those obtained in agricultural soils for intrinsic soil properties (texture and chemical variables). Within one of our plots, we obtained an original correlation between humus form and resistivity. This method hence allowed us to map this essential component of forest ecosystem without chemical analysis, with few disturbances of the soil and with a low number of samples. On the other plots, the correlations are weaker or less significant and other factors of influence, as vegetation ground cover or management, have to be analyzed. Moreover, resistivity measures have to be calibrated with soil properties for each study plot because temporal and spatial variations in certain soil properties (e.g. humidity) do not allow building a general calibration model that could be relevant in every study case. This method appeared to be efficient on humid soils with low content of stones. Although our first results are interesting, further analyses on the link between ground vegetation and resistivity at different scales have to be conducted. The use of electrical resistivity has a triple interest because it allow to: (i) obtain spatial information on soil properties of the plot without disturbing to a large extent the function of soil; (ii) define experimental designs that take into account the spatial variability of soil properties; (iii) monitor and detect possible changes in soil fertility., L'hétérogénéité spatiale des sols forestiers doit être prise en compte tant par le gestionnaire que par le scientifique, notamment lorsqu'il s'agit d'étudier d'éventuelles modifications sur le long terme. Actuellement, les méthodes qui permettent de rendre compte de cette hétérogénéité sont peu nombreuses et conduisent la plupart du temps à l'altération, voire la destruction, du milieu étudié. Au cours des dernières décennies, plusieurs études ont montré les relations entre les propriétés du sol et la résistivité électrique. Cette méthode non destructive permet à la fois de définir des protocoles d'échantillonnage équilibrés en fonction des variations de résistivité in situ et de cartographier certaines propriétés du sol. Actuellement, la majorité de ces études sont menées sur les sols agricoles alors que les études sur les sols forestiers sont très rares. Le but de notre étude est donc : (i) d'identifier dans quelle mesure les propriétés des sols forestiers influencent la résistivité électrique ; (ii) de proposer les éventuelles implications pour la prise en compte de l'hétérogénéité spatiale du sol lors de la mise en place de protocoles expérimentaux d'étude et de suivi des écosystèmes forestiers. Les mesures de résistivité sur une maille de 5x10m (ou 5x5m suivant les placettes) par la méthode Wenner (4 éléctrodes en ligne espacées d'une distance de 25cm) nous ont permis de tracer une carte de résistivité électrique du sol. Cette carte est ensuite utilisée pour définir un protocole d'échantillonnage du sol équilibré entre les différentes classes de résistivité et relier ainsi les propriétés mesurées du sol à une valeur de résistivité in situ. Nous présentons les résultats obtenus sur trois placettes RENECOFOR. Elles couvrent un large gradient de corrélations entre la résistivité mesurée et les variables édaphiques observées (humus) ou analysées (physico-chimie). Sont présentées : (i) une placette où les corrélations avec les descripteurs du sol et les formes d'humus sont bonnes, (ii) une placette où les corrélations avec les descripteurs du substrat sont encore prégnantes mais où les formes d'humus sont déconnectées, (iii) enfin une dernière placette où l'ensemble des corrélations avec l'édaphon sont faibles. Nos résultats confirment ceux obtenus en terrains agricoles pour les propriétés intrinsèques du sol (texture, chimie). Sur une des placettes présentées, nous avons obtenu une corrélation originale entre forme d'humus et résistivité. La résistivité permet ainsi de cartographier ce compartiment-clé du milieu forestier sans analyses chimiques, sans altération du sol et avec un nombre réduit d'échantillons. Sur les autres placettes présentées, les corrélations plus faibles entre résistivité et propriétés du sol nous amènent à rechercher d'autres facteurs d'influence, comme le couvert de la végétation ou l'impact de la gestion. Par ailleurs, la calibration des mesures de résistivité par les propriétés du sol doit être reproduite pour chaque site étudié car les variations spatiales et temporelles de propriétés telles que l'humidité influencent fortement les mesures et ne permettent pas de construire un modèle général de relation résistivité / propriétés du sol. Cette méthode s'applique plus particulièrement sur des sols plutôt frais à faible charge en cailloux. Si nos premiers résultats sont intéressants, des analyses plus poussées doivent être menées sur les relations entre couvert végétal (arboré et herbacé) et résistivité, à différentes échelles spatiales. L'utilisation de la résistivité électrique a un triple intérêt car elle permet : (i) d'obtenir des informations spatialisées sur les propriétés du sol de la placette étudiée sans perturber le fonctionnement du sol ; (ii) de définir des protocoles expérimentaux qui prennent en compte la variabilité spatiale des propriétés du sol ; (iii) de réaliser des suivis dans le temps dans le but de détecter des modifications de fertilité.

Ce travail mené pour le Conseil Général de l'Isère en 2007, dans le cadre d'un appel à projets du pôle Biodiversité, et le Parc Naturel Régional de Chartreuse, vise à la mise en place d'une méthode de description et d'évaluation de la valeur écologique (naturelle et conservatoire) des écosystèmes forestiers d'Isère. Nous testons la pertinence d'une grille de lecture de données écologiques et de sa capacité à traduire une différence entre des forêts gérées et des forêts non gérées depuis plusieurs années (Réserves biologiques intégrales du Vercors et de la Chartreuse). Nous examinons également la réponse des espèces en terme de richesse spécifique à ce gradient de gestion ainsi que les différences de structure (bois mort / bois vivant) entre les deux modalités de gestion. Nos résultats montrent une différence essentiellement basée sur la structure forestière plus que la composition en espèce. La grille de lecture proposée permet de différencier de manière efficace des peuplements à haute valeur écologique de peuplements plus courants. Cette méthode pourrait permettre au gestionnaire un suivi à moindre coût des effets de sa gestion sur les espaces naturels.

The Mediterranean forest is strikingly adapted to two disturbances which shaped her since millenniums: drought and fire. However since the beginning of the 20th century, climate change modifies gradually the balance established between the vegetation, the soil and the climate. Thanks to a longer growing season, to the progressive improvement of soils and to the increasing rate of CO2, the productivity of Mediterranean ecosystems sharply increased, except for species situated at the lower limit of their distribution area. So Pinus halepensis gained about 40 % in height and almost doubled its productivity, confirming the general tendency observed for forest trees in the northern hemisphere. On the contrary, Pinus silvestris productivity decreased strongly. Since the end of the 90s, the repetition of droughts and scorching heats seems to have passed a critical threshold. The growth of Pinus halepensis slowed down, its health status degraded with important losses of leaf area and a strong reduction of the size of leaves. Extensive dieback occured in the Pinus silvestris stands, but also for other tree or shrub species adapted to the Mediterranean climate, from the coast until the altitude of 1500 m. The cork oak is particularly endangered in the recently burned areas, as well as Quercus pubescens. The decline of vegetation productivity leads to a reduction of its contribution to soil organic matter. The drought slows down the degradation of litter, which furthermore falls irregularly in time according to the episodes of water stress. After fire, the intense biological activity normally allows a fast recovery of soil functioning. But the repeated droughts prevent this activity during most of spring and autumn. This low activity particularly strikes key-species of soil functioning as the bacteria and the earthworms, and threatens the biodiversity of the microfauna and the fungus. Legumes, which allow a refilling of nitrogen stocks after fire, are among plants the most touched by the dieback. Exposed much longer to the rain and to the sun, soils are slower enriched in organic matter, recover incompletely after fire and are more eroded. Such a decline of fertility adds to the climatic stress for the vegetation in a vicious circle. The interaction between fire and climate change is threatening Mediterranean ecosystems., La forêt méditerranéenne est remarquablement adaptée à deux perturbations qui l'ont façonnée depuis des millénaires : la sécheresse et l'incendie. Cependant depuis le début du 20ème siècle, le changement climatique modifie progressivement l'équilibre établi entre la végétation, le sol et le climat. Grâce à l'allongement de la saison de végétation, à l'amélioration progressive des sols et au taux croissant de CO2, la productivité des écosystèmes méditerranéens s'est accrue dans de fortes proportions, sauf pour les espèces situées en limite inférieure de leur aire de répartition. Ainsi le pin d'Alep a gagné près de 40% en hauteur et presque doublé sa productivité, confirmant la tendance générale observée chez les essences forestières de tout l'hémisphère nord. A l'inverse, le pin sylvestre voyait sa productivité chuter fortement. Depuis la fin des années 90, la répétition de grandes sécheresses et de canicules semblent avoir franchi un seuil critique. La croissance du pin d'Alep a ralenti, son état sanitaire s'est dégradé avec des pertes importantes de surface foliaire et une réduction forte de la taille des aiguilles. Des dépérissements massifs se produisent dans les peuplements de pin sylvestre, mais aussi chez d'autres espèces arborées ou arbustives dont certaines sont pourtant bien adaptées au climat méditerranéen, de la côte jusqu'à 1500 m d'altitude. Le chêne liège est très touché dans les zones incendiées récemment, ainsi que le chêne blanc. La baisse de productivité végétale s'accompagne d'une réduction des apports de matière organique au sol. La sécheresse ralentit la dégradation des litières, qui de plus tombent de façon irrégulière au gré des épisodes de stress hydrique. Après incendie, l'activité biologique intense permet normalement une reconstitution rapide du fonctionnement des sols. Mais les sécheresses répétées empêchent cette activité une grande partie du printemps et de l'automne. Ce ralentissement d'activité touche particulièrement des espèces clefs du fonctionnement du sol comme les bactéries et les vers de terre, et menace la biodiversité de la microfaune et des champignons. Les légumineuses, qui permettent une reconstitution des stocks d'azote après incendie, sont parmi les végétaux les plus touchés par les dépérissements. Exposés plus longtemps à la pluie et au soleil, les sols sont moins rapidement enrichis en matière organique, se reconstituent mal après incendie et s'érode plus. La baisse de fertilité ainsi engendrée s'ajoute pour la végétation aux stress climatique, et un cercle vicieux s'enclenche. L'interaction entre incendie et changement climatique constitue une menace grave pour les écosystèmes méditerranéens.

Pourquoi mesurer la résistivité électrique des sols ? L'hétérogénéité spatiale des sols forestiers doit être prise en compte tant par le gestionnaire que par le scientifique, notamment lorsqu'il s'agit d'étudier d'éventuelles modifications sur le long terme. Actuellement, les méthodes qui permettent de rendre compte de cette hétérogénéité sont peu nombreuses et conduisent la plupart du temps à l'altération, voire la destruction, du milieu étudié. Au cours des dernières décennies, plusieurs études ont montré des relations entre les propriétés physiques et chimiques du sol et la résistivité électrique. La résistivité électrique (ρ) est définie comme suit : ρ = K.ΔV/I où K est un facteur géométrique qui dépend de la configuration utilisée lors de la mesure, ΔV la différence de potentiel et I l'intensité (donc ΔV/I la résistance). La majorité des études actuelles sont menées sur les sols agricoles alors que les études sur les sols forestiers sont très rares. Le but de notre étude est : (i) d'identifier dans quelle mesure les propriétés des sols forestiers influencent la résistivité électrique ; (ii) de préciser les éventuelles implications pour la prise en compte de l'hétérogénéité spatiale du sol lors de la mise en place de protocoles expérimentaux. * Comment mesure-t'on la résistivité électrique des sols ? Les mesures de résistivité sur une maille de 5x10m sur l'ensemble de la placette nous a permis de tracer une carte de résistivité électrique du sol. Cette carte est ensuite utilisée pour définir un protocole d'échantillonnage du sol équilibré entre les différentes classes de résistivité et relier ainsi les propriétés mesurées du sol à une valeur de résistivité in situ. La campagne de mesure se déroule sur 2 jours : la mesure de résistivité le premier jour ; le prélèvement des 24 échantillons de sol le second jour, la localisation des points d'échantillonnage étant définie à partir de la carte de résistivité. Pour que ces mesures soient valables, il ne doit pas pleuvoir entre les 2 phases de travail. Les résultats présentés ont été obtenus sur la placette RENECOFOR EPC74, située dans la forêt domaniale des Voirons, en Haute-Savoie. * Deux exemples de caractérisation des variations des propriétés du sol : la teneur en argile et la forme d'humus On observe des corrélations significatives entre certaines propriétés du sol et la résistivité mesurée sur la placette. Ainsi, la résistivité traduit 57% des variations de la teneur en argile du sol et 41% des variations des formes d'humus. La résistivité représente une mesure indirecte et non destructive des propriétés du sol qui permet d'établir une cartographie assez précise de ces propriétés. Sur la placette EPC74, les zones de forte résistivité (brun foncé) correspondent à des sols sableux drainants, pauvres en cations échangeables et à humus peu actifs (Dysmull), probablement issus de la désagrégation de moraines glaciaires. Les zones de faible résistivité (jaune) correspondent à des sols argileux riches en cations et à formes d'humus actives (Eumull). Nos résultats confirment ceux obtenus en terrains agricoles pour les propriétés intrinsèques du sol (texture, chimie). La corrélation avec la forme d'humus est plus originale et permet une cartographie ce compartiment clé du milieu forestier qui assure de nombreuses fonctions de l'écosystème. Cependant, la calibration des mesures de résistivité par au minimum 6 échantillons de sol doit être reproduite pour chaque site étudié car les variations spatiales et temporelles de propriétés telles que l'humidité influencent fortement les mesures et ne permettent pas de construire un modèle général de relation résistivité / propriétés du sol. * Implications pour le réseau RENECOFOR: L'utilisation de la résistivité électrique a un triple intérêt car elle permet : (i) d'obtenir des informations spatialisées sur la placette étudiée ; (ii) de définir des protocoles expérimentaux qui prennent en compte la variabilité spatiale des propriétés du sol ; (iii) de réaliser des suivis dans le temps dans le but de détecter des modifications de fertilité.

The assessment of greenhouse gas emissions from soils requires an accurate knowledge on the fate of carbon (C) and nitrogen (N) in soils. This knowledge shouldn't be limited to C and N stocks in soils but should incorporate the quantification of functional soil organic matter (SOM) fractions with different turnover rates. Conventional analysis can't be used to assess such functional properties of SOM over large geographical areas. Near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) is a rapid and cheap method that could achieve this goal. This technology has proven its efficiency to discriminate among functional SOM fractions and to predict C, N on large sets of soil samples at a large regional scale. NIRS can be used for the detailed analysis of decomposition and aggregation of SOM, two key ecosystem processes that control C and N budget in soils. This review points up the improvement of NIR prediction models by the technique of local calibration and the potential of NIR analysis to assess the ontogeny and heterogeneity of detritus in soils. Mapping soil C, N and SOM fractions at the European level is a challenge that NIRS can help to take up.

We detected a convergence of the understorey communities along an A. alnobetula colonization gradient at all sites, associated with a reduction in species richness and the replacement of stress related strategists by competitor strategists. This convergence was unaffected by the rain shadow gradient although it was a key factor of plant distribution. Conclusions: The dense cover and the soil properties provided by A. alnobetula stands buffered the heterogeneity of sub-alpine communities induced by a rain shadow gradient throughout the study region. It facilitated the development a homogeneous understorey community dominated by competitor related strategists while excluding grasslands stress adapted species through competition processes. The resulting community, although species- poor, has an interesting conservation value. Accordingly, as a native invader, A. alnobetula does not display typical traits of biological invaders. Future experimental research on the interactions between A. alnobetula and components of the understorey would be particularly interesting in a severe environment that promotes facilitation among plants.

Maintenance and monitoring of soil quality has recently become a major issue of conservation since worldwide dramatic changes in soil fertility occurred. The assessment of soil quality requires the definition of synthetic indicators, quick and easy to sample using, if possible, non-destructive methods. In forests, numerous indicators exist among which humus forms appear to be interesting because of their sensitivity to changes in climate and management and their link with other soil properties only accessible through costly physico-chemical analyses. Among the in situ study methods of soil properties, electrical resistivity stands as a non-invasive method that allows precise delineation of soil properties within the field. This method has been widely used in agriculture to design experiments and adapt management methods to site specific properties but scarcely used in forests. The aim of our study was to test the efficiency of the electrical resistivity method to delineate properties of forest soils. In particular, we focused on the potential correlation between electrical resistivity and humus form as a specific property of forest soil. Our results showed contrasted results between the 5 RENECOFOR plots we studied. On some plots, we obtained significant correlations between soil properties, humus forms and electrical resistivity. On the contrary, some other plots showed lesser levels of significance or no response at all. The possible explanations for these differences are discussed in the present report, but further data analyses are necessary to better understand drivers of electrical resistivity in forest soils. All in all, the electrical resistivity method has an interesting potential in terms of monitoring and mapping soil properties but further researches are necessary before applying it at a wider range.

Des actions spécifiques à la prise en compte de la biodiversité sont aujourd'hui préconisées dans la quasi-totalité des documents de gestion des espaces naturels. L'efficacité de ces actions est cependant difficile à évaluer, faute de disposer d'indicateurs pertinents, synthétiques et rapides à relever sur le terrain. Les indicateurs de Naturalité ("Naturalness" concept originaire des Etats-unis) permettent de déterminer le degré de proximité du site à son équivalent en l'absence d'intervention humaine ainsi que le potentiel propre du site à abriter de manière durable un certain nombre d'espèces. Dans le cadre d'une étude en cours sur le test et la validation d'indicateurs de naturalité, nous caractérisons les différences de composition et de structure de peuplements entre des forêts gérées et non-gérées. Les travaux réalisés permettent de voir dans quelle mesure la gestion forestière passée a influencé le mélange des peuplements.

Maintenance and monitoring of soil quality has recently become a major issue of conservation since worldwide dramatic changes in soil fertility occurred. The assessment of soil quality requires the definition of synthetic indicators, quick and easy to sample using, if possible, non-destructive methods. In forests, numerous indicators exist among which humus forms appear to be interesting because of their sensitivity to changes in climate and management and their link with other soil properties only accessible through costly physico-chemical analyses. Among the in situ study methods of soil properties, electrical resistivity stands as a non-invasive method that allows precise delineation of soil properties within the field. This method has been widely used in agriculture to design experiments and adapt management methods to site specific properties but scarcely used in forests. The aim of our study was to test the efficiency of the electrical resistivity method to delineate properties of forest soils. In particular, we focused on the potential correlation between electrical resistivity and humus form as a specific property of forest soil. Our results showed contrasted results between the 5 RENECOFOR plots we studied. On some plots, we obtained significant correlations between soil properties, humus forms and electrical resistivity. On the contrary, some other plots showed lesser levels of significance or no response at all. The possible explanations for these differences are discussed in the present report, but further data analyses are necessary to better understand drivers of electrical resistivity in forest soils. All in all, the electrical resistivity method has an interesting potential in terms of monitoring and mapping soil properties but further researches are necessary before applying it at a wider range.

National audience; The relationship between plant species richness and productivity on a watershed in southern French Alps was studied. Few studies have considered looking at previous land use when determining the relationship between species richness and biomass. The results indicate that productivity is a decreasing log-linear function of succession age. At a landscape level, the overall relationship between specific richness and productivity was found to be a log-linear function, as well as at a local scale, thus not in conformity with hump-back relationship usually presented. Moreover for the same level of productivity, the ancient forests would contain more species than the recent forests. In grasslands and shrubland, limiting resources and microtopography control the species richness. The peak of richness observed in grasslands for a productivity between 100 and 200 g.m-2 indicated that grassland and shrub communities are probably unsaturated. Broadly it appears that the grazing has no overall effect on productivity nor on species richness per m2 level. However sward dominance by Brachypodium pinnatum makes fall both the productivity and the specific richness. Therefore consequences for biodiversity conservation is questionable.

Dans les Alpes et le Jura, des éboulis de moyenne altitude (1100 à 1500 m) abritent des peuplements de Pin à crochets et d'Epicéa nains accompagnés d'un riche cortège floristique original typique des hautes altitudes et latitudes. En France, la biodiversité exceptionnelle de ces biotopes (plus de 180 espèces végétales dont de nombreuses espèces protégées ont été recensées sur un site d'une superficie de 2 hectares) et leur rareté (6 sites répertoriés en 2006) a notamment contribué à leur classement en Habitats Prioritaires (Natura 2000, n° 9430*, code Corine 92.4223). Ces enclaves boréo-alpines se maintiennent grâce à des circulations d'air au sein de l'éboulis générant des températures négatives du sol. En hiver, cette anomalie négative de température est responsable de la formation d'une lentille de glace en profondeur, constituant un véritable permafrost lorsque celle-ci est pérenne. Vestiges de la dernière période glaciaire, ces écosystèmes représentent des paléo-refuges d'espèces relictes, géographiquement et climatiquement isolés de leur aire actuelle normale de répartition, i.e. l'étage alpin. Ainsi, dans le cas d'un changement climatique et suivant l'intensité du phénomène ces enclaves pourraient avoir deux réponses possibles leur conférant un rôle majeur pour la surveillance des écosystèmes : une dérive de la spécificité boréo-alpine leur conférant un rôle d'écosystème sentinelle: en particulier, dans le cas d'un changement drastique des conditions climatiques ces habitats sont susceptibles de perdre leur spécificité alpine et constituer des avertisseurs précoces d'un changement climatique en moyenne montagne par rapport aux écosystèmes voisins. une résistance leur conférant un rôle d'écosystème refuge: en particulier, le maintien des conditions microclimatiques périglaciaires leur confèrerait une stabilité face au réchauffement climatique leur permettant ainsi d'être des abris pour les espèces des milieux froids au cours du prochain siècle. Actuellement, différentes mesures de protection ont été prises pour ces sites, telles que des mesures de non intervention, l'intégration à une réserve naturelle, ou encore des arrêtés préfectoraux de biotope. Ainsi, dans ce contexte, nous proposons de constituer un réseau de sites de surveillance à l'échelle nationale et européenne et de former les gestionnaires de ces espaces au suivi de leur biodiversité.

For the European Union, conservation of Sycamore maple (Acer pseudoplatanus) habitats is a prioritary issue. Nevertheless, a quantitative evaluation of the ecological value for these remarkable habitats is unavailable. Thus, there are very few ways to compare the sycamore habitats to other more common habitats, such as mixed Beech-Fir-Spruce forests in mountains. We propose an evaluation of the ecological value of the sycamore habitats through an operationnal adaptation of the Du Bus de Warnaffe et Devillez's method (2002). This evaluation shows that Sycamore habitats have a higher ecological value than the mixed forest. Moreover, the method we adapted is simple and can be use for forest management plannings., Les érablaies de versant à Erable sycomore (Acer pseudoplatanus) sont considérées par l'Union Européenne comme des habitats prioritaires du point de vue de leur conservation. Or, il n'existe pas d'évaluation quantifiée de la valeur écologique de ces milieux remarquables et par conséquent peu de moyens la comparer à celle d'autres écosystèmes plus courants, tels la hêtraie-sapinière-pessière de montagne. Nous proposons, au travers d'une adaptation opérationnelle de la méthode de Du Bus de Warnaffe et Devillez (2002), une mesure de la valeur de naturalité et de la valeur de conservation des érablaies de versant. Cette évaluation montre que la valeur patrimoniale des érablaies de versant est supérieure à celle de la forêt mélangée (hêtraie-sapinière-pessière) avoisinante. Par ailleurs, la méthode utilisée reste simple à entreprendre sur le terrain et son application peut être envisagée lors de l'établissement de plans de gestion forestiers à l'échelle d'un massif.

For the European Union, conservation of Sycamore maple (Acer pseudoplatanus L.) habitats is a priority issue EUR 9180, appendix I, forests of slopes, screes and ravines of the Tilio-Acerion alliance. In our study, we propose to assess both dynamics through a synchronous method and ecological value through a multicriteria stand-level method (Du Bus de Warnaffe et Devillez, 2002) in order to fully understand the conservation issues of these rare habitats. The results of this study shows: (i)Differences in dynamics depending on the nature of the substrate for the Sycamore habitats; (ii)Difference in the ecological values for the Sycamore habitat and for the mixed Beech-Fir-Spruce forest. Then, we discuss the limits of the dynamics assessment, principally due to: the specificity of forest species, the human influence and the limits of the synchronous approach. Furthermore, the multicriteria method confirmed the empirical ecological value given by naturalists to Sycamore habitats. We brought simplifications to make the method accessible to forests managers and technicians. All in all, we insist on the necessity to have an exhaustive knowledge of a habitat before considering its conservation. Simple and reproducible methods of assessment seem to be the relevant way to reach conservation of biodiversity goals.

We present undercooled scree slope ecosystems as : -Possible refuges from climate changes for cold species in mountain regions -In-situ laboratories for temperature change research Undercooled scree slopes ecosystems are low-altitude blocky debris characterised by a reversible air circulation that split the scree area in ground thermal zones corresponding to a mosaic of adjacent ecosystems from island biotopes of boreo-alpine flora with dwarf trees on sporadic permafrost to the climacic forests. Numerous sites have been studied in Europe.