Effects of environmental factors on the distribution and abundance of forest plant species at local and regional scales
Effets des facteurs environnementaux sur la distribution et l'abondance des espèces végétales forestières aux échelles locales et régionales
Résumé
The objective of this PhD is to analyse and to predict the presence and abundance of understorey species locally by factors linked with stand structure (canopy openness) and according to different environments (soil-pH). Also the aim is to assess whether soil-pH, canopy openness and climate do have similar effects on species distribution, derived on one hand from presence-absence data, and on the other hand from abundance measurements. For this we used floristic and forest dendrometry inventories performed five years after canopy opening (293 gaps - northeastern France) and under closed canopy conditions (10 996 sites - France). Different spatial scales were used to asses the effect of the factors: local, regional and national scale. First we modelled the presence and abundance distributions (i) first at regional scale in relation with local canopy openness and regional soil-pH factors and (ii) secondly at national scale in relation with soil-pH and climate. At regional scale, the results indicate that the combination of a local canopy openness factor and a regional soil-pH affect the distribution of understorey species five years after canopy opening. We succeeded to quantify the optimal requirements of the most common broadleaf tree seedlings and herbaceous species along canopy openness and soil pH gradients. At national scale, our results show that the species distribution, derived from presence-absence data, indicate the ecological optimum of abundance when using climate and soil-pH gradients, however give larger geographical habitats because of overestimation of the ecological amplitude.
Cette thèse a pour objectif d'analyser et de prédire la présence et l'abondance des espèces de sous-bois localement aux facteurs liés à la structure du peuplement (ouverture de la canopée) et selon différents contextes de milieu (pH du sol). Ainsi, cette thèse vise à évaluer si l'impact du pH du sol, de l'ouverture de la canopée et du climat a un effet similaire sur la distribution de présence et d'abondance. A cet effet, nous avons utilisé des relevés floristiques et dendrométriques effectués cinq ans après l'ouverture de la canopée (293 trouées - Nord-est de la France) et sous peuplements fermés (10 996 sites - France). Nous avons modélisé les distributions de présence et d'abondance des espèces (i) premièrement, au niveau régional, en relation avec un facteur local d'ouverture de la canopée et un facteur régional de pH du sol et (ii) deuxièmement, au niveau national, en relation avec un facteur de pH du sol et le climat. Au niveau régional, les résultats indiquent que la prise en compte simultanée d'un facteur local d'ouverture de la canopée et d'un facteur régional de pH du sol permet de déterminer les distributions des espèces cinq ans après son ouverture. Nous avons pu quantifier les conditions optimales des principales essences feuillues au stade juvénile et des espèces herbacées associées à l'ouverture de la canopée et le pH du sol. Au niveau national, nos résultats montrent que les modèles de distribution d'espèces issus de données présence-absence indiquent l'optimum écologique de l'abondance selon les gradients climatiques et le pH du sol, mais désignent des habitats géographique trop importants à cause d'une surestimation de l'amplitude écologique.