Stage densité des peuplements forestiers et plantes du sous-bois H/F

Stage 2024/2025 Master 2 Recherche à l’INRAE

Sujet du stage : Effet de la réduction de la densité des peuplements forestiers sur la composition fonctionnelle de la communauté des plantes du sous-bois

Laboratoire Étude et COmpréhension de la bioDIVersité
ECODIV EA 1499 / USC – Université de Rouen Normandie – INRAe
Date limite de candidature : 13/12/2024

Contexte de l’étude sur les écosystèmes forestiers

Le réchauffement climatique va, à l’avenir, considérablement augmenter la fréquence et la gravité des épisodes de sécheresses au sein des écosystèmes forestiers, avec des répercutions importantes pour leur fonctionnement(1,2). Une adaptation de la gestion forestière sera ainsi nécessaire pour faire face aux risques accrus de mortalité des arbres(2). La réduction de la densité des peuplements forestiers par intensification des éclaircies (prélèvement partiel d’arbres au cours du cycle sylvicole) est actuellement débattue en France comme un outil potentiel pour augmenter la résistance des peuplements forestiers aux stress hydriques, et assurer ainsi la durabilité de la production sylvicole(3,4).

De précédentes recherches ont montré que la réduction de la densité des peuplements forestiers induisait une forte dégradation de la qualité nutritionnelle des litières foliaires du chêne sessile par plasticité phénotypique(5). Cette réponse des arbres à la gestion forestière pourrait avoir des répercussions importantes en termes de recyclage des nutriments du sol, et de compétition entre les plantules de chêne et les autres plantes du sous-bois de ces forêts. L’étude a pu également établir un lien entre cette dégradation de la qualité des litières et des changements en termes de composition en espèces de la communauté des plantes de sous-bois(5). Néanmoins, les changements en termes de composition fonctionnelle de la communauté des plantes de sous-bois en lien avec la densité des peuplements forestiers restent encore peu étudié(6).

La composition fonctionnelle des communautés peut se quantifier à travers une approche par traits fonctionnels(7), c’est-à-dire les caractéristiques morphologiques, physiologiques ou phénologiques mesuré à échelle individuelle et affectant leur performance(8). Les traits foliaires ont par exemple été montré comme étant largement lié à leur capacité photosynthétique et leur longévité, le long d’un gradient de stratégies économiques de conservation versus acquisition en termes de gestion des ressources(9,10). Le lien entre ces changements potentiels de stratégies économiques des plantes des sous-bois, la qualité des litières foliaire du peuplement forestier et les processus de recyclage de l’azote du sol restent encore largement à explorer(5,6,11).

Objectif du stage

Dans ce contexte, l’objet de ce stage sera d’étudier l’impact de la réduction de la densité des peuplements forestiers par intensification des éclaircies sur les communautés de plantes du sous-bois.

Une caractérisation de la diversité et de la composition spécifique ayant déjà été précédemment établi sur une large partie des sites d’étude5, nous nous concentrerons ici sur la quantification des biomasses aériennes et les principaux traits fonctionnelles des espèces dominantes, à savoir la hauteur de la canopée, ainsi que les teneurs en azote et en matière sèche et la surface spécifique des feuilles. L’idée sera de caractériser les conséquences potentielles de ces changements sur le fonctionnement de ces écosystèmes forestiers, notamment concernant les processus de recyclage de l’azote du sol et de l’écosystème plus largement.

Ce stage impliquera une phase d’échantillonnage du matériel végétal sur le terrain (plusieurs sites répartis dans le nord de la France) en fin de printemps, puis une phase d’analyse des échantillons en laboratoire. Un échantillonnage des feuilles vertes des arbres et des horizons organique et minéral du sol est également prévue pour analyse de leur signature isotopique (δ13C/15N).
Ce stage s’inscrira dans le cadre du projet PLASTRAIT, et le travail réalisé pourra potentiellement se poursuivre dans le cadre d’une thèse de doctorat. Celle-ci portera sur le thème du projet, à savoir étudier comment la plasticité de la qualité des litières foliaire du chêne affecte le recyclage de l’azote du sol, ainsi que l’acquisition d’azote pour les plantules de chêne et leur compétition avec les plantes du sous-bois.

Aspects pratiques

Période du stage : 6 mois sur la période avril-septembre 2025
Lieu de stage : Laboratoire Ecodiv, Bâtiment Blondel, place E. Blondel, UFR Sciences et Techniques Université de Rouen F-76821 Mont Saint Aignan cedex, France

Candidature

Référence de ce stage écologie forestière en Normandie : OE-221124-1
Date limite de candidature : 13/12/2024

Bibliographie

1. Anderegg, W. R. L., Kane, J. M. & Anderegg, L. D. L. Consequences of widespread tree mortality triggered by drought and temperature stress. Nat. Clim Change 3, 30–36 (2013).
2. Millar, C. I. & Stephenson, N. L. Temperate forest health in an era of emerging megadisturbance. Science 349, 823–826 (2015).
3. Kerhoulas, L. P., Kolb, T. E., Hurteau, M. D. & Koch, G. W. Managing climate change adaptation in forests: a case study from the U.S. Southwest. J. Appl. Ecol. 50, 1311–1320 (2013).
4. Elkin, C., Giuggiola, A., Rigling, A. & Bugmann, H. Short- and long-term efficacy of forest thinning to mitigate drought impacts in mountain forests in the European Alps. Ecol. Appl. 25, 1083–1098 (2015).
5. Henneron, L. et al. Plant interactions as biotic drivers of plasticity in leaf litter traits and decomposability of Quercus petraea. Ecol. Monogr. 87, 321–340 (2017).
6. Laughlin, D. C., Moore, M. M. & Fulé, P. Z. A century of increasing pine density and associated shifts in understory plant strategies. Ecology 92, 556–561 (2011).
7. Lavorel, S. & Garnier, E. Predicting changes in community composition and ecosystem functioning from plant traits: revisiting the Holy Grail. Funct Ecol 16, 545–556 (2002).
8. Violle, C. et al. Let the concept of trait be functional! Oikos 116, 882–892 (2007).
9. Wright, I. J. et al. The worldwide leaf economics spectrum. Nature 428, 821–827 (2004).
10. Reich, P. B. The world-wide ‘fast–slow’ plant economics spectrum: a traits manifesto. J. Ecol. 102, 275–301 (2014).
11. Laughlin, D. C. Nitrification is linked to dominant leaf traits rather than functional diversity. J. Ecol. 99, 1091–1099 (2011).

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