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International audience; La fouille préventive menée par ArchéoLoire en 2010 (resp. M. Lahaye) sur le site Rue des Aigrettes à Périgny (Charente- Maritime) a mis au jour une importante installation agricole médiévale occupée du IXe au XIIIe siècle. Le comblement sommital d’une des 200 fosses identifiées a livré un niveau détritique formé d’un important assemblage de macrorestes végétaux carbonisés. L’étude croisée des restes carpologiques (n=7962) et anthracologiques (n=250) invite à discuter l’hypothèse d’un résidu d’une préparation fourragère composée essentiellement d’orge vêtue (Hordeum vulgare), de gesse chiche/cultivée (Lathyrus cicera/ sativus) et de branches feuillées d’orme (Ulmus) et de frêne (Fraxinus).

Accelerating international trade and climate change make pathogen spread an increasing concern. Hymenoscyphus fraxineus, the causal agent of ash dieback, is a fungal pathogen that has been moving across continents and hosts from Asian to European ash. Most European common ash trees (Fraxinus excelsior) are highly susceptible to H. fraxineus, although a minority (~5%) have partial resistance to dieback. Here, we assemble and annotate a H. fraxineus draft genome, which approaches chromosome scale. Pathogen genetic diversity across Europe and in Japan, reveals a strong bottleneck in Europe, though a signal of adaptive diversity remains in key host interaction genes. We find that the European population was founded by two divergent haploid individuals. Divergence between these haplotypes represents the ancestral polymorphism within a large source population. Subsequent introduction from this source would greatly increase adaptive potential of the pathogen. Thus, further introgression of H. fraxineus into Europe represents a potential threat and Europe-wide biological security measures are needed to manage this disease.

Améliorer la qualité des arbres en agroforesterie, où en est-on?. Journée d'échanges du RMT AgroforesterieS "Croisons les regards #2"

Programme national d'action pour la gestion des frênaies sinistrées par la chalarose - Axe 1: Résistance et tolérance. Séminaire sur la Chalarose du Frêne

Le Frêne : prochaine victime de la globalisation ? La chalarose du frêne : origines, conséquences et contributions de l’INRA Val-de-Loire. Les Mardis de la Science

This report shows the work done in 2016 by Irstea, INRA, ONF and CNPF in the frame of a joint research programme dedicated to improved variety testing. Three species or groups of species are involved: Douglas-fir, larches and ash. With regard to Douglas-fir, the actions aim to enlarge the common network of comparative trials and compare the performance of the 8 French varieties for survival, health, growth, branching, cold hardiness and drought resistance. For larch, the results mainly concern the performance of hybrid varieties at the adult stage (12 to 20 years after planting). The studied traits include survival, resistance to heat and drought, growth in height and diameter, stem straightness, and resistance to larch canker. The work dedicated to ash mainly concerns resistance to Hymenoscyphus fraxineus., Ce rapport présente les actions entreprises en 2016 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent 3 essences : Douglas, mélèzes et frêne commun. Pour le Douglas, les principales actions visent, d'une part, à compléter le réseau de plantations comparatives et, d'autre part, à comparer les performances des 8 variétés françaises pour la survie, l'état sanitaire, la croissance en hauteur et en diamètre, la forme, l'acclimatation au froid et la résistance à des stress hydriques. Pour le mélèze, de nouveaux résultats permettent de comparer des variétés hybrides et des espèces parentes, françaises et étrangères, au stade adulte (12 à 20 ans après la plantation). Les caractères étudiés incluent la survie, la résistance à la canicule, la croissance en hauteur et diamètre, la rectitude du tronc et la résistance au chancre. Les travaux relatifs au frêne concernent essentiellement la vulnérabilité à la chalarose.

Ce rapport d’activité présente les actions entreprises en 2015 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent quatre espèces : Douglas, mélèzes, épicéa commun et frêne.

Ce rapport d’activité présente les actions entreprises en 2015 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent quatre espèces : Douglas, mélèzes, épicéa commun et frêne.

Le projet CHAPAY a contribué à produire des connaissances, des méthodes et des outils pour prendre en compte les relations entre le changement des activités agricoles et des paysages dans l’action publique et la gouvernance des territoires. La progression des accrus de frênes dans les zones montagneuses des Hautes-Pyrénées constitue potentiellement une source de diversification des revenus pour les propriétaires notamment les agriculteurs. Les scénarios de valorisation de cette nouvelle ressource doivent être identifiés et évalués d'un point de vue technique et économique afin de mesurer leur intérêt et déterminer les conditions de leur mise en œuvre.

Ce rapport d’activité présente les actions entreprises en 2014 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent six espèces : Douglas, mélèzes, pin laricio, épicéa commun, merisier et frêne.

Ce rapport d’activité présente les actions entreprises en 2014 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent six espèces : Douglas, mélèzes, pin laricio, épicéa commun, merisier et frêne.

Identification moléculaire d'espèces et variétés de frênes et peupliers : un préalable à l'étude de deux problèmes phytosanitaires

On se souvient du mythe d'Yggdrasil, le frêne cosmique de la religion des anciens Scandinaves. Pourtant, et ce dès les premiers approfondissements, l'on se rend compte que ce mythe n'est que la partie visible de l'iceberg que constitue la mythologie du frêne. Depuis l'Antiquité, cet arbre semble avoir tout particulièrement marqué l'imaginaire des peuples issus des indo-européens : Grecs, Latins, Celtes et Scandinaves, voilà autant de civilisations dont l'intérêt pour le frêne se situe au-delà de la simple dendrolâtrie. Sans prétention d'exhaustivité, l'auteur explore et cherche à cerner l'imaginaire de cet arbre pour remonter aux origines de sa mythologie. Car un postulat régit ses recherches : il n'y a pas une mythologie de l'arbre mais des mythologies des arbres. L'on ne considère désormais plus, en mythologie, l'arbre en tant qu'objet générique (composé d'un tronc, de racines et de branches), mais l'on estime que chaque espèce d'arbre possède son propre vivier de mythes, de croyances et de rites associés. De plus, tous les arbres ne se valent pas, certains sont plus importants que les autres : c'est le cas du frêne qui, avec le chêne, l'if et le pin, apparaît comme primordial pour les peuples anciens. L'étude, pluridisciplinaire, se compose de quatre parties : un examen des sources, de l'Antiquité au Moyen Age ; une étude linguistique, ethnologique et folklorique ; une démarche herméneutique ; et, pour finir, un essai de typologie du mythe du frêne.

This report shows the work done in 2012 by Irstea, INRA, ONF and CNPF in the framework of a research programme dedicated to improved varieties testing. It includes 5 species (Douglas-fir, larch, Black pine, wild cherry, ash) and a transversal topic (remote detection). With regard to Douglas-fir, the report shows i) the results obtained in a network of comparative trials that aims to compare the eight French seed orchards, ii) actions undertaken to broaden this network, iii) a first frost resistance trial, iv) a preliminary indoor experiment aiming at comparison of drought resistance of young seedlings, v) the performances of two French varieties in three old trials and vi) the first assessment of survival and early growth in two progeny tests of an orchard including Californian material. Activities related to larch include i) comparison for growth and forme of European hybrid varieties, ii) impact of Forest Reproductive Material hybride rate on stand productivity and iii) larch taxa identification through infra-red spectrometry.; Ce rapport présente les actions entreprises de mars 2012 à mars 2013 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent 5 espèces – Douglas, mélèzes, pins laricio, merisier, frêne – et un thème transversal qui consiste à identifier des techniques susceptibles de caractériser l'état physiologique des arbres de différentes espèces/provenances. Dans un premier temps, l'accent est mis sur les applications possibles de la télédétection. Pour ce qui concerne le Douglas, ce rapport présente i) les résultats obtenus (état sanitaire, hauteur) dans 15 dispositifs du nouveau réseau d'évaluation des vergers français, ii) les actions entreprises pour étendre ce réseau, iii) de premiers tests de résistance au froid, iv) un essai probatoire en conditions contrôlées pour évaluer la résistance au stress hydrique, v) les performances de deux variétés dans trois dispositifs âgés et vi) les premiers résultats, en termes de survie et de croissance en hauteur, obtenus dans les deux tests de descendances du verger Californie. Les actions liées aux mélèzes concernent i) la comparaison de variétés hybrides européennes après la première éclaircie (vigueur, forme), ii) l'impact du taux de pureté spécifique des Matériels Forestiers de Reproduction sur leurs performances en plantation et iii) la discrimination de trois espèces (Europe, Japon, hybride), à partir d'aiguilles, par un modèle de prédiction proche infra-rouge.

Le projet CHAPAY a contribué à produire des connaissances, des méthodes et des outils pour prendre en compte les relations entre le changement des activités agricoles et des paysages dans l’action publique et la gouvernance des territoires. Le frêne trouve dans de nombreux sites des Hautes-Pyrénées des conditions favorables à son installation, mais sa croissance est très variable selon les stations. L’exploitation forestière de ces accrus nécessite, au préalable, une connaissance du potentiel de croissance auquel on peut s’attendre selon la fertilité de la station concernée. Nos résultats sont fondés sur une étude de terrain portant sur des accrus représentatifs des Hautes-Pyrénées. Nous les avons classés en niveaux de potentiel de croissance actuels et futurs et nous avons interprété ces niveaux par rapport aux données de fertilité chimique des stations. Cette méthodologie peut être étendue à d’autres régions et à d’autres types d’accrus. Elle peut servir de base à une catégorisation des accrus selon leur intérêt écologique ou économique.

Le projet CHAPAY a contribué à produire des connaissances, des méthodes et des outils pour prendre en compte les relations entre le changement des activités agricoles et des paysages dans l’action publique et la gouvernance des territoires. Au niveau des vallées, la connaissance de l’histoire des paysages pastoraux permet d’identifier les terroirs colonisables par le frêne. Dans ces terroirs, le maintien de la fauche empêche le frêne de s’installer. Par contre, pour les prairies pâturées, il existe un seuil d’intensité de pâturage au-dessus duquel le frêne ne s’installe pas et au-dessous duquel il s’installe de manière irréversible en développant une stratégie de reproduction végétative souterraine.

This report shows the work done in 2012 by Irstea, INRA, ONF and CNPF in the framework of a research programme dedicated to improved varieties testing. It includes 5 species (Douglas-fir, larch, Black pine, wild cherry, ash) and a transversal topic (remote detection). With regard to Douglas-fir, the report shows i) the results obtained in a network of comparative trials that aims to compare the eight French seed orchards, ii) actions undertaken to broaden this network, iii) a first frost resistance trial, iv) a preliminary indoor experiment aiming at comparison of drought resistance of young seedlings, v) the performances of two French varieties in three old trials and vi) the first assessment of survival and early growth in two progeny tests of an orchard including Californian material. Activities related to larch include i) comparison for growth and forme of European hybrid varieties, ii) impact of Forest Reproductive Material hybride rate on stand productivity and iii) larch taxa identification through infra-red spectrometry., Ce rapport présente les actions entreprises de mars 2012 à mars 2013 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent 5 espèces – Douglas, mélèzes, pins laricio, merisier, frêne – et un thème transversal qui consiste à identifier des techniques susceptibles de caractériser l'état physiologique des arbres de différentes espèces/provenances. Dans un premier temps, l'accent est mis sur les applications possibles de la télédétection. Pour ce qui concerne le Douglas, ce rapport présente i) les résultats obtenus (état sanitaire, hauteur) dans 15 dispositifs du nouveau réseau d'évaluation des vergers français, ii) les actions entreprises pour étendre ce réseau, iii) de premiers tests de résistance au froid, iv) un essai probatoire en conditions contrôlées pour évaluer la résistance au stress hydrique, v) les performances de deux variétés dans trois dispositifs âgés et vi) les premiers résultats, en termes de survie et de croissance en hauteur, obtenus dans les deux tests de descendances du verger Californie. Les actions liées aux mélèzes concernent i) la comparaison de variétés hybrides européennes après la première éclaircie (vigueur, forme), ii) l'impact du taux de pureté spécifique des Matériels Forestiers de Reproduction sur leurs performances en plantation et iii) la discrimination de trois espèces (Europe, Japon, hybride), à partir d'aiguilles, par un modèle de prédiction proche infra-rouge.

National audience

Le frêne est un arbre à l'allure solennelle connu de tous les peuples et qui, notamment sous la forme d'Yggdrasil, l'arbre cosmogonique scandinave, semble avoir profondément marqué leur imaginaire. Le but du présent essai est de tenter de retracer les origines d'une possible mythologie du frêne en explorant les textes de l'ancienne Europe et la survivance des concepts véhiculés au sein de contes, rites et croyances populaires qui ont perduré jusqu'à nos jours. Il faudra avoir à l'esprit le postulat suivant, qui restera le fil conducteur de l'essai : la symbolique générale de l'arbre en tant que figure elle-même générique, objet d'étude des décennies précédentes, est un sujet qui aujourd'hui s'épuise ; il n'y a pas une "mythologie de l'Arbre", mais une mythologie des arbres, chaque espèce possédant son propre vivier de croyances et de mythes affiliés L'étude débutera par un examen des principales littéraires sources anciennes, allant de l'antiquité grecque au Moyen Âge. S'en suivront des considérations philologiques, étymologiques et folkloriques par l'observation des différents noms du frêne dans les langues indo-européennes ainsi que des vertus qui lui sont octroyées par la sagesse populaire, pour finir par les rites et la magie qui lui sont associés. La recherche se terminera par une investigation herméneutique révélant les paradoxes et les réalités de l'imaginaire du frêne.

Le merisier et le frêne doivent être taillés et élagués régulièrement les premières années suivant la plantation, pour produire une grume de qualité. Pour le merisier, l’élagage doit être conduit énergiquement en supprimant sélectivement les grosses branches. Les défauts fréquents de fourche du frêne impliquent une taille de formation vigilante. La taille de branches inférieures à 3 cm de diamètre entre juin et juillet est optimale pour une bonne cicatrisation.

Fraxback

International audience; Size-density relationships define the maximum number of stems that even-aged stands of a given species can hold in relation to the mean size of trees. They are used to derive stand density measures and are useful tools used to control tree mortality. Size-density relationships were already available in France for beech and oak. The objective of this study was to extend these relations to younger development stages and test if specific relations are needed to be established for a set of species of different shade tolerance, including beech, ash, sycamore maple, and oak. We relied on stands growing at maximum density and used selected data coming from the inventories of permanent control plots and specifically established temporary plots. A multiple comparison procedure was used to differentiate between the parameters of the relations. Two size-density relations were retained with a common slope and different intercepts for ash and beech on one hand, and for oak and sycamore maple on the other hand. Stands of shade-intolerant species like oak appeared able to hold less trees of a given mean size, but shade tolerance did not seem to influence the mortality rate which appeared to be the same.

National audience; Les effets de l'accompagnement ligneux sont analysés sur deux plantations, l'une de frêne et l'autre de noyer hybride. Dans les deux cas, un effet positif de l'accompagnement est observé sur la croissance en hauteur et sur la facilité d'obtention d'une bille. En revanche, la croissance en diamètre est moindre que celle des témoins, ce qui conduit à des arbres plus filiformes et donc plus fragiles. Pour les modalités testées, même si l'accompagnement permet de retarder les élagages, il est rapidement nécessaire de le contrôler pour sauver les essences d'avenir.

absent

International audience; Chlorophyll (Chl) and epidermal polyphenol (EPhen) contents were estimated in vivo using two optical leaf-clips, SPAD-502 and Dualex, respectively. The area-based measurements were transformed into mass-based data by taking into account the leaf dry mass per area (LMA). Measurements were performed on forest trees and on saplings grown under controlled conditions. While LMA increased with irradiance along a vertical transect in a beech canopy or in saplings grown under different and increasing irradiance levels, mass-based EPhen (EPhenm) increased, whereas mass-based Chl (Chlm) decreased. This was a signature of a gradual switch of investment from protein into polyphenol production. A similar signature was obtained in saplings grown on nitrogen-deficient soil with respect to fertilized controls. However, nitrogen effects remained moderate compared to irradiance-induced effects. EPhenm and Chlm both declined with plant ageing-induced increases in LMA, under all tested growth conditions. This was a signature of an accumulation of dry matter that diluted Chl and EPhen. The described competition between Chl and EPhen in leaves fits well with the predictions of the Protein Competition Model (PCM), that is, that the total leaf mass-based polyphenols content (Phent) is controlled by the competition between protein and polyphenol biosynthetic pathways and its metabolic regulation

National audience; Le simulateur SimCAP est basé sur la croissance individuelle des arbres localisés sur une placette. II présente la particularité de tenir compte du développement tri-dimensionnel des houppiers, avec l'asymétrie que les différentes conditions locales imposent. Ce simulateur a permis de mettre en évidence la sur-activation des houppiers par une éclaircie - probablement due à la mise en lumière de leurs parties basses - avec les données d'une expérience d'éclaircie. Par ailleurs, la réduction de croissance en hauteur d'un arbre due à la concurrence est la cause de son passage sous le couvert, puis de sa mort. Et, au niveau du peuplement, la mortalité naturelle est exprimée par la relation taille-densité. Les simulations ont aussi permis de rapprocher ces deux aspects de la mortalité.

Cet outil de diagnostic et de conseil a été réalisé en 2006 par le Syndicat Intercommunal du Plateau de la Leysse, en partenariat avec le Parc naturel régional du Massif des Bauges, la Chambre d’agriculture de la Savoie et l’unité INRA-Ecodéveloppement d’Avignon, dans le cadre du plan de gestion de l’espace et du patrimoine du plateau de la Leysse et de la gestion du site Natura 2000 S14 « pelouses, forêts sèches et habitats rocheux du rebord méridional du massif des Bauges ». Il s’agit du résultat du stage de Caroline Guignier mené dans le cadre d’une dernière année d’un Master en Ingénierie en Ecologie et Gestion de la Biodiversité de l’Université des Sciences de Montpellier (Gestion des milieux ouverts et pâturage, conception d’un outil d’évaluation et de conseil, rapport de stage, 2006, SIPL et PNRMB, 56p). Ce travail a bénéficié du concours actif du Président de la commission agricole du Syndicat Intercommunal du Plateau de la Leysse (Mr Guy Burleraux), des agriculteurs du Plateau de la Leysse (plus particulièrement Mrs Jean-François Francony et Daniel Monod), des animatrices du Plan de Gestion de l’Espace (Mme Carole Toutain et Mme Maéva Norman-Second), du Parc naturel régional du massif des Bauges (Mr Philippe Mestelan et Jean François Lopez), de la Chambre de l’Agriculture de Savoie (Mr Vincent Michel-Mazan) et de l’unité INRA- Ecodéveloppement d’Avignon (Mrs Cyril Agreil et Michel Meuret). Ce résultat a également mobilisé le Conservatoire du Patrimoine Naturel de la Savoie (Mr Marc Pienne), le SUACI-GIS Alpes du Nord (Mme Sandrine Petit) et l’Institut de l’Elevage (Mr Denis Gautier). Enfin il convient de remercier le Conseil Général de la Savoie, la Région Rhône Alpes et la Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt de la Savoie pour leur soutien financier au programme de gestion de l’espace du plateau de la Leysse et de Natura 2000

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

Background The structure and evolution of hybrid zones depend mainly on the relative importance of dispersal and local adaptation, and on the strength of assortative mating. Here, we study the influence of dispersal, temporal isolation, variability in phenotypic traits and parasite attacks on the male mating success of two parental species and hybrids by real-time pollen flow analysis. We focus on a hybrid zone population between the two closely related ash species Fraxinus excelsior L. (common ash) and F. angustifolia Vahl (narrow-leaved ash), which is composed of individuals of the two species and several hybrid types. This population is structured by flowering time: the F. excelsior individuals flower later than the F. angustifolia individuals, and the hybrid types flower in-between. Hybrids are scattered throughout the population, suggesting favorable conditions for their local adaptation. We estimate jointly the best-fitting dispersal kernel, the differences in male fecundity due to variation in phenotypic traits and level of parasite attack, and the strength of assortative mating due to differences in flowering phenology. In addition, we assess the effect of accounting for genotyping error on these estimations. Results We detected a very high pollen immigration rate and a fat-tailed dispersal kernel, counter-balanced by slight phenological assortative mating and short-distance pollen dispersal. Early intermediate flowering hybrids, which had the highest male mating success, showed optimal sex allocation and increased selfing rates. We detected asymmetry of gene flow, with early flowering trees participating more as pollen donors than late flowering trees. Conclusion This study provides striking evidence that long-distance gene flow alone is not sufficient to counter-act the effects of assortative mating and selfing. Phenological assortative mating and short-distance dispersal can create temporal and spatial structuring that appears to maintain this hybrid population. The asymmetry of gene flow, with higher fertility and increased selfing, can potentially confer a selective advantage to early flowering hybrids in the zone. In the event of climate change, hybridization may provide a means for F. angustifolia to further extend its range at the expense of F. excelsior.

Le frêne commun (Fraxinus excelsior L.) et le frêne oxyphylle (F. angustifolia Vahl) sont les deux espèces de frêne les plus répandues en Europe occidentale. Le frêne commun étant le seul à posséder une importante valeur commerciale, la contamination de lots de graines par du frêne oxyphylle est fortement indésirable. Nous avons étudié des caractéristiques moléculaires, morphologiques et physiologiques qui pourront se révéler très utiles à la détection de la présence de F. angustifolia à l'échelle populationnelle, dans des lots de graines ou de semis, ainsi que dans des échantillons de feuilles d'arbres adultes issus de populations naturelles ou exploitées. Nous avons développé deux marqueurs moléculaires, un SCAR-RAPD et un marqueur issu d'un locus microsatellite nucléaire. Testés sur un ensemble de populations européennes, ces marqueurs se sont révélés quasi-spécifiques de l'une ou l'autre des deux espèces. D'autre part, nous avons étudié la dormance des graines en première année par des tests de germination sans stratification. Aucune germination n'a été observée sur un ensemble de descendances de frêne commun, alors que des germinations ont été observées sur toutes les descendances de frêne oxyphylle après seize semaines, ainsi que sur certaines descendances issues de populations introgressées. Enfin, nous avons montré que les embryons de F. excelsior à maturité dispersive occupent significativement moins de place dans la graine que ceux de F. angustifolia. Cette étude permet de fournir des outils rapides et efficaces qui pourront permettre d'éviter d'éventuels problèmes commerciaux liés à la pureté de lots de graines, et d'aider à la certification des peuplements de frêne., Common ash (Fraxinus excelsior L.) and narrow-leaved ash (F. angustifolia Vahl) are the most common ash species in Western Europe. The former is considered to be a highly valuable timber tree and contamination of its seed lots by the latter is strongly undesirable. We studied molecular, physiological and morphological characteristics that can help to detect the presence of F. angustifolia at the population level, either in seed and/or seedling samples, or in adult ash leave samples from natural or managed populations. First we developed two molecular markers, which correspond to a RAPD-SCAR marker and a nuclear microsatellite-derived marker. Results indicate that these markers are almost specific to one or the other species for a set of populations sampled across Europe. Second, first year dormancy was studied using germination tests without stratification. F. excelsior seeds did not germinate at all, while germinations were observed in samples of F. angustifolia and introgressed populations after 16 weeks. In addition, F. angustifolia embryo/seed length ratios at the dispersal stage were significantly higher than those from F. excelsior populations. This study provides straightforward and robust tools for avoiding commercial problems of impurity of seed lots and can help forest managers to certify common ash stands.

International audience; En France, les espaces boisés couvrent environ 30% du territoire et sont constitués pour les deux tiers de peuplements feuillus. En Lorraine, région situé dans le nord est du pays, la forêt couvre 35% du territoire et est également composée aux deux tiers de feuillus. Les essences principales y sont le hêtre (Fagus sylvatica) et le chêne (Quercus petraea et Q. robur), qui forment des peuplements purs ou bien des peuplements mélangés, en association essentiellement avec le frêne (Fraxinus excelsior), l'érable (Acer pseudoplatanus ou A. platanoïdes) et le merisier (Prunus avium). La voie préférentielle pour renouveler ces peuplements est la régénération naturelle. Les techniques mises en oeuvre s'appuient sur une longue expérience de la pratique de la régénération naturelle. Néanmoins, le contexte forestier actuel a mené à un certain nombre de changements concernant ces pratiques. Un fort regain d'intérêt pour les formations mélangées amène à privilégier autant que possible l'installation de régénérations mélangées. Du fait du contexte biogéographique et de l'histoire des forêts lorraines, les peuplements mélangés y sont nombreux et leur régénération relativement aisée. Le principal problème est le maintien du mélange et ce particulièrement dans le cas où ce mélange contient des espèces qui ont des capacités de compétition différentes. Les deux méthodes pour diriger la dynamique du mélange dans la régénération sont le dosage du couvert dispensé par les arbres adultes maintenus au-dessus de la régénération et les interventions directes sur la régénération visant à contrôler la composition spécifique et de la densité. La conception d'itinéraires sylvicoles adaptés aux régénérations mélangées bute actuellement sur un manque de connaissance concernant la dynamique de développement des différentes espèces dans les jeunes stades et plusieurs programmes de recherche sont en cours sur ce thème. En 1999, une tempête a touché la Lorraine, détruisant l'équivalent de 10 années de production. Dans les forêts publiques, le choix a été fait de s'appuyer autant que possible sur la dynamique naturelle pour reconstruire les peuplements détruits. Les études en cours montrent que, mis à part certains peuplements situés sur des stations bien particulières, la régénération naturelle est généralement suffisante pour assurer la reconstruction du peuplement. Les caractéristiques de la régénération dépendent des conditions stationnelles, du type de peuplement en place avant la tempête et des dimensions de l'ouverture créée. Dans cet exposé, nous souhaitons présenter les pratiques actuelles concernant la régénération naturelle en Lorraine et, à travers quelques exemples, montrer comment le contexte forestier actuel -économique, social, et écologique- a conduit à un questionnement concernant certaines de ces pratiques et a mené à développer de nouveaux thèmes de recherche.

We assessed the irradiance-related plasticity of hydraulic architecture in saplings of Betula pendula Roth., a pioneer species; Acer pseudoplatanus L., Fraxinus excelsior L., Quercus robur L., and Quercus petraea Matt. Liebl. which are post-pioneer light-requiring species; and the relatively shade-tolerant Fagus sylvatica L. Plants were grown in pots in 36%, 16% and 4% of full sunlight. Hydraulic conductance was measured with a high-pressure flow-meter in entire, in situ root systems and in excised shoots. Leaf-specific whole-plant conductance (LSC) increased with irradiance, due, in part, to an effect of irradiance on plant size. In addition, there was a size-independent effect of irradiance on LSC due, in part, to an increase in root hydraulic conductance paralleled by an increase in root biomass scaled to leaf area. Changes in shoot conductivity also contributed to the size-independent plasticity of LSC. Vulnerability to cavitation measured in current-year twigs was much larger in shade-grown plants. Betula pendula had the highest whole-plant, root and shoot conductances and also the greatest vulnerability to cavitation. The other species were similar in LSC, but showed some variation in root conductance scaled to biomass, with Q. robur, Q. petraea and E sylvatica having the lowest root conductance and susceptibility to cavitation. All species showed a similar irradiance-related plasticity in LSC.

Diplôme : Master

The yearly renewal of leaves and their holding organs (the leafy shoot) represent an energetic cost for saplings. The contribution of both biochemical (tissue construction cost, CC) and morphological traits (biomass partitioning and leaf mass per unit area, LMA) to the cost associated with leaf area renewal (construction cost of the leafy shoot per unit leaf area, shoot CCA) was studied in saplings of Acer platanoides L. and Fraxinus excelsior L. growing in a natural light gradient below forest canopy. Decrease in LMA with shade and change in biomass partitioning from stems towards leaves and petioles accounted for the strong decrease in mass per unit area of the leafy shoot (SMA) with shade and for most of the plasticity of shoot CCA in both species. In addition, a decrease in leaf CC in A. platanoides also contributed to the overall decrease of shoot CCA with shade in this species. Leaf CC was positively correlated with LMA in F. excelsior, positively correlated with both LMA and epidermal absorbance of UV (AUV) in A. platanoides. Leaf CC was negatively correlated with ash content in both species. The strong negative correlation between AUV and nitrogen content might have damped variations in leaf CC in F. excelsior., Variations du coût de construction associées au renouvellement de la surface foliaire chez de jeunes plants de deux espèces sympatriques de forêt tempérée (Acer platanoides L. et Fraxinus excelsior L.) le long d'un gradient de lumière. Le renouvellement des feuilles et des structures nécessaires à leur maintien (l'ensemble correspondant à la tige feuillée) représente chaque année un coût pour les plants. La contribution de la composition biochimique (coût de construction des tissus, CC) et des caractéristiques morphologiques (répartition de la biomasse, masse des feuilles par unité de surface, LMA) aux changements du coût associé à l'étalement des feuilles (coût de construction de la tige feuillée, par unité de surface foliaire, CCA) a été étudiée chez de jeunes plants de Acer platanoides L. et Fraxinus excelsior L. croissant dans un gradient naturel de lumière sous un couvert forestier. Une diminution de LMA avec l'ombrage et des modifications de répartition de biomasse au profit des feuilles et des pétioles et au détriment de la tige expliquent la forte diminution de la masse de la tige feuillée de l'année par unité de surface foliaire (SMA), et l'essentiel de la plasticité observée pour CCA de la tige feuillée chez les deux espèces. En plus, une diminution du coût de construction des feuilles chez A. platanoides contribue également à la diminution de CCA de la tige feuillée avec l'ombrage chez cette espèce. Le coût de construction des feuilles est positivement corrélé à LMA chez F. excelsior, positivement corrélé à LMA et à l'absorbance de l'épiderme dans l'UV (AUV) chez A. platanoides. CC des feuilles est négativement corrélé au contenu en cendre chez les deux espèces. La forte corrélation négative entre AUV et le contenu en azote pourrait tamponner les variations de CC des feuilles chez F. excelsior.

National audience; The Water activity R&D project, carried out in cooperation with ONF and Vilmorin, aimed to demonstrate the effectiveness of Water Activity assessment applied to forest seeds and pollen moisture management as a replacement for moisture content assessment. Water Activity assessment is a quick and non destructive technique to qualify the kind and the chemical potential of water remaining in the sample. The growth of micro-organisms require a specific osmotic pressure, or Water Activity(Aw), between cell walls and medium. The reactivity and depreciating ability of hydrolytic reactions, enzymes activity, lipid oxidation or biotic agents growth are dependent on Aw rather than on MC. Consequently, seeds and pollen preservation implies Water Activity control instead of moisture content check. Water dynamics in seeds and pollen have been described by the mean of sorption isotherms, this demonstrates clearly the variability of forest materials and consequently the poor reliability of moisture content for successful moisture management. As a conclusion, Water Activity assessment appears to be a reliable and a quick method to evaluate the ability of a given sample to be stored successfully. This technique has been transferred and is now regularly being used by Vilmorin and ONF for forest seeds and pollen moisture management.

International audience; In this study, we compared the annual biomass increment of ash trees to their annual carbon balance calculated from the end of the growing season in 1994 to the end of the next one in 1995. In 1995, three trees of variable competitive status and aged 25 were studied. Stem, branch and root biomass increments were derived from detailed measurements. Tree crowns were divided vertically into three layers. In each crown layer, the foliage biomass and area were determined, net CO2 assimilation (An) and global radiation (Rg) were measured regularly throughout the growing season. Outside this period, Rg was estimated from global radiation measured above the canopy and from estimations of light transmittance. Net assimilation of trees (AN) was obtained by scaling leaf An to the tree level, using relations established between An and Rg for each crown layer, the distribution of foliage area, and measured climatic data. Above- and below-ground tree respirations, not measured, were estimated. An was correlated to Rg and potential evapotranspiration. It decreased from the upper to the lower crown layers, but was independent of tree competitive status. Total estimated respiration of trees accounted for about 37% of gross assimilation. The proportion of carbon allocated to the stem was more than 45%. Net productivity of trees obtained from simulated annual carbon fluxes compared reasonably well with the biomass increment of trees.; Accroissement en biomasse et bilan de carbone du frêne dans un peuplement expérimental du nord-est de la France. Cette étude avait pour but de comparer l'accroissement annuel en biomasse de frênes à leur bilan de carbone établi par estimation de la photosynthèse et de la respiration sur une année complète (depuis la fin de la saison de végétation 1994 à la fin de celle de 1995). En 1995, trois frênes de différents statuts concurrentiels âgés de 25 ans ont été étudiés. Les accroissements en biomasse de la tige, des branches et des racines ont été obtenus à partir de mesures détaillées. Les houppiers des arbres ont été divisés verticalement en trois strates. Pour chaque strate, les variables suivantes ont été mesurées: la biomasse et la surface foliaires, la photosynthèse et le rayonnement global (Rg) pendant la période de croissance. En dehors de cette période, le rayonnement global a été estimé à partir du rayonnement global hors couvert et de valeurs estimées de la transmittance pour chaque strate. L'assimilation nette des arbres (AN) a été obtenue en extrapolant l'assimilation nette foliaire (An) à partir des relations établies entre An et Rg pour chaque strate du houppier, de la distribution du feuillage par strate et des données climatiques mesurées. La respiration des arbres, non mesurée, a été estimée. L'assimilation nette An est liée à Rg et à l'évapotranspiration potentielle et décroît du haut vers le bas du houppier ; elle est indépendante du statut concurrentiel des arbres. La respiration totale des arbres représente environ 37 % de leur assimilation brute annuelle. La proportion de carbone allouée à la tige représente en 1995 plus de 45 % du carbone total stocké par les arbres. Le bilan de carbone des arbres obtenu par estimation des flux de carbone est en assez bon accord avec leur accroissement en biomasse.

DEA; IntroductionDe plus en plus, on commence en France ainsi que dans d’autres pays européens à prendre conscience de l’intérêt du frêne. Le frêne, en effet, possède un excellent rapport qualités mécaniques/prix (Guillard, 1974) et joue un rôle intéressant dans la biodiversité de nos écosystèmes forestiers. Parallèlement, apparaissent des lacunes dans nos connaissances sur cette espèce.Différentes études ont pu mettre en évidence la dépendance entre la croissance du frêne et la qualité d’eau disponible (Aussenac et Lévy 1983, 1992). Il semble donc opportun d’approfondir nos connaissances sur les exigences en eau et le fonctionnement hydrique de cette essence en vue d’y adapter sa conduite sylvicole. Dans ce but des frênes diversement concurrencés ont été choisis comme matériel d’étude. Les analyses et observations effectuées sur ces arbres pendant l’été 1994 (1) (Le Gall, 1994) avaient conduit à émettre les hypothèses suivantes :- Le frêne est une espèces dite « tolérante » à la sécheresse qui ne limite pas sa transpiration même lorsque le sol s’assèche (les observations ont été possibles jusqu’à des potentiels de base de -1,5 MPa, correspondant à un niveau de contrainte hydrique assez fort),- A l’intérieur du houppier d’un même arbre, les variations de microclimat engendrent des variations de fonctionnement du feuillage, (notamment les échanges gazeux) qui se répercutent sur la croissance de l’arbre.Par ailleurs, on a pu montrer sur ces mêmes arbres que l’accroissement volumique annuel de la tige était fonction de la quantité de feuillage de l’arbre, fortement liée aux dimensions du houppier, mais que le rendement du feuillage semblait meilleur pour les arbres plus concurrencés au houppier peu développé (Le Goff et Ottorini, données non publiées). Il nous est alors apparu indispensable de poursuivre nos investigations afin d’une part de vérifier ces différentes hypothèses et d’autres part de mettre en évidence le lien entre les facteurs de l’environnement et la croissance des arbres. En dehors du facteur eau qui joue un rôle essentiel pour la croissance du frêne, il est probable que le fonctionnement aérien de cette espèce, dite « de lumière », soit fortement déterminé par la quantité et la répartition de l’énergie lumineuse dans son houppier. Pour cela, nous avons donc entrepris différents types d’analyses :- mesure de la transpiration tant à l’échelle de l’arbre qu’à celle de la branche et de la feuille,- caractérisation des variations de croissance par des mesures fines d’élongation d’une part et de photosynthèse d’autre part,- caractérisation de l’efficience d’utilisation de l’eau.Pour ces 3 types d’analyses, les observations ont été faites sur des frênes diversement concurrencés, à différents niveaux du houppier (seule la transpiration à l’échelle de l’arbre ne s’effectue sur le tronc qu’à 1.50m du sol). Les autres analyses réalisées tout au long de la saison de végétation sont les suivantes :- Caractérisation de l’humidité du sol au cours de la saison de végétation,- Mise en évidence des variations de conductivité hydraulique à l’intérieur du houppier,- Suivi de la croissance en circonférence de la tige.Dans ce rapport de DEA, nous présenterons principalement les résultats obtenus en 1995.(1)J’ai participé aux mesures ainsi qu’à l’interprétation des résultats en 1994.

National audience

Contribution à l'étude de l'écologie du frêne : observations sur l'entomofaune de quelques stations à frêne françaises

Cette expérience en vases de végétation est destinée à comparer le comportement de semis de chêne pédonculé, chêne sessile et hêtre en présence de nappes situées à différentes profondeurs dans le sol. Lorsque la nappe est installée dès le semis, puis maintenue en place, on note les résultats suivants : - une nappe très superficielle (à - 2 cm) affecte plus la levée des chênes (environ 58 p. 100 de semis levés) que celle du hêtre (74 p. 100). Peu de semis meurent ensuite, et uniquement chez le hêtre ; - la croissance de 1er année, ainsi que la plupart des caractéristiques des plants mesurées en fin de seconde année, commencent à être affectées lorsque la nappe est située à environ -5 cm pour le chêne pédonculé, - 8 cm pour les deux autres espèces : - une fertilisation effectuée en début de 2e année n’a pas modifié sensiblement les seuils à partir desquels les caractéristiques des plants commencent a être affectées. Lorsque la nappe est installée plus tardivement (alors que les semis présentent déjà un certain développement), tous les semis de hêtre meurent rapidement en présence d’une nappe superficielle, alors que tous les semis de chêne résistent : le hêtre justifie alors sa réputation d’espèce très sensible à l’engorgement. Il est rappelé enfin que le meilleur comportement des semis de chêne pédonculé par rapport à ceux de chêne sessile, mis en évidence ici, ne peut amener à choisir dans tous les cas le pédonculé pour la mise en valeur des sols à hydromorphie temporaire : dans certaines stations forestières (pseudogleys acides à texture grossière), il semble que la résistance à la sécheresse soit prépondérante par rapport à la résistance à l’engorgement dans le comportement global des arbres adultes., The three species behaviour in the presence of water-table set at various depths in the soil, is compared during their first two years of life. When the water-table is set up at the same time as the seeding, then maintained, the main results are : - the oaks germination is more damaged (about 58 p. 100 of the seeds spring up) than that of the beech (74 p. 100) by a shallow water table (-2 cm) (table 2). Few seedlings die afterwards, and only beech ones ; - the first year height growth, as well as most plants characteristics measured in the end of the second year (total height, total biomass, aerial system weight, second year leaves weight, 2-year-old stems weight) begin to be affected for a water table set at a depth of about - 5 cm in the case of the pedunculate oak, - 8 cm in the case of the other two species (table 5 and figure 1). The oaks root system however begin to be affected by deeper water-table ; - - a fertilization carried out at the beginning of the second year is very beneficial to both oak species wherever the water-table was set, but doesn’t significantly alter the thresholds from where the plants characteristics begin to be affected.When the water-table is set up later (when the seedlings already show some development), all beech seedlings die in a few days when the water table is shallow, whereas all oaks seedlings survive : the beech reputation of being very sensitive to waterlogging is checked in that case. However, the better behaviour of the pedunculate oak young plants, compared to that of the sessile oak shown in that experiment cannot lead to favour in all cases the pedunculate oak instead of the sessile oak on soils with temporary water-table : in some forest sites (acid pseudoglcys with coarse texture), it seems that drought resistance is more important than waterlogging resistance for the growth and survival of adult trees.

La mesure des caractéristiques dendrométriques, édaphiques et topographiques a été réalisée dans 50 placettes couvrant la variabilité de la région d’étude. Ce travail, contrairement aux études station-production effectuées précédemment a, en outre, nécessité la prise en compte : - des conditions climatiques, en raison de l’étendue de la zone considérée, - des conditions de concurrence pour les arbres qui, lorsqu’elles deviennent trop faibles (comme c’est le cas pour un certain nombre de placettes retenues), réduisent le développement en hauteur du frêne. Pour chaque placette, l’indice de croissance retenu est la hauteur moyenne à 40 ans (H40) de 5 frênes dominants. Un traitement particulier des données a permis d’« expliquer » plus de 80 p. 100 de la variation totale de H40 dans l’ensemble des placettes par une combinaison d’indices : - indice d’espacement des arbres, reflétant les conditions de concurrence passées, - 3 indices liés aux conditions d’alimentation en eau : indices climatique, topographique et de profondeur de sol. Il apparaît ainsi que l’alimentation en eau constitue le facteur prépondérant dont dépend la productivité du frêne dans la région Nord-Picardie. Ce résultat a été confirmé par comparaison des caractéristiques de placettes situées en séquence topographique. Les propriétés chimiques du sol semblent sans importance pour la croissance du frêne, au moins dans la gamme des stations étudiées. Sur le plan pratique, cette étude a permis de dégager des critères de prévision de la productivité pour le frêne d’une station quelconque de la région Nord-Picardie., The measure of dendrometric, edaphic and topographic variables has been conducted for 50 plots covering the range ot site conditions in Nord-Picardie region. Factors, not considered habitually in site/productivity studies, had to be investigated : - climatic conditions, in consideration of the extent of the region, - competition conditions for trees which can reduce height development when they are too low (this is the case here for trees in stands treated as coppice-with-standards or as << low density >> high forests). Height growth index, the dependent variable for each plot, is the mean height reached at age 40 by dominant ash trees (H40). A particular data analysis treatment allowed to explain more than 80 p. 100 of the total variation of H40 among the plots. Independent variables entering the relation consist of several indexes : - a tree spacing index, acting as past competition measure, - 3 indexes of site water availability : climatic index, topographic index and soil depth index. Water availability for trees appears the critical factor of ash productivity in Nord-Picardie region. Comparison of site characteristics with H40 values for topographic sequences of plots confirmed this result. Ash productivity of sites seems independent of soil chemical properties, at least for the range of sites studied. On a practical point of view, this study provides predictive variables to determine ash productivity for any forest site in Nord-Picardie region.

Il a été procédé à la comparaison expérimentale du comportement hydrique du chêne pédonculé et du frêne soumis à un stress (pas d’apport d’eau jusqu’à ce que le potentiel de base (PB atteigne au maximum - 19 bars), dans de grandes cuves de végétation enterrées et sur des plants âgés de 5 et 4 ans respectivement. Le chêne diminue fortement sa transpiration dès que le sol se dessèche légèrement, alors que le frêne ne l’abaisse sensiblement que pour des réserves hydriques beaucoup plus faibles. En effet, pour une même chute du potentiel hydrique au cours de la journée, la résistance stomatique augmente beaucoup plus vite chez le chêne que chez le frêne ; de plus, une augmentation considérable de la résistance stomatique se produit lorsque ce potentiel atteint - 14 bars chez le chêne, mais seulement - 30 bars chez le frêne. Les PB diminuent ainsi beaucoup plus rapidement, et le sol se dessèche beaucoup plus vite pour le frêne que pour le chêne. La croissance en hauteur est arrêtée, pour les deux espèces, dès que le PB dépasse - 11 bars, valeur atteinte bien plus tôt chez le frêne. Le chêne apparaît donc comme une espèce mieux adaptée que le frêne à des situations non particulièrement favorisées sur le plan hydrique, ce qui lui permet d’avoir une amplitude écologique bien supérieure., We compared experimentally the plant-water relations of pedunculate oak and ash submitted to drying cycles (no water supply was brought until the predawn potential (PB) reached under - l9 bars in buried containers). The plants were respectively 5 and 4 years old.The oak transpiration decreased a lot as soon as the soil dried slightly ; on the contrary, the ash transpiration clearly decreased only for soil water contents much less important. Indeed, for a similar decreasing of the xylem water potential during the day, the stomatal resistance increased faster for the oak than for the ash ; moreover, a considerable increasing of stomatal resistance occured when this xylem water potential reached - 14 bars in the oak, but only - 30 bars in the Ash. Thus, the decreasing of the PE and the soil drying were much faster for the Ash then for the oak. The height growth was stopped, for both species, as soon as the Pn was lower than - 11 bars ; this value was reached much sooner for the ash on account of his important transpiration. Thus, the oak is seen as a species better adapted than the Ash to forest sites poorly supplied in water ; so its ecological amplitude is much more important.