Soutenance de thèse de MENIVAL Claire
Titre de thèse
biodiversité des sols et multifonctionnalité écologique des chênaies européennes : vers une compréhension intégrée de leur vulnérabilité aux coupes forestières
soil biodiversity and multifunctionnality of european oak forests : for a better understanding of their vulnerability to forest harvesting
Résumé de la thèse
En raison d'une demande croissante en bois, l'exploitation de celui-ci représente une perturbation majeure d'origine anthropique pour la biodiversité des forêts européennes. Les pratiques d'exploitation posent donc la question de la pérennité du bon fonctionnement de ces écosystèmes sur le long terme. Par ailleurs, les sols forestiers abritent une biodiversité remarquable dont l'importance écologique peine encore à être prise en compte dans les programmes de gestion et d'exploitation forestière. L'évaluation de seuils de tolérance des sols aux perturbations induites par les coupes et le développement de pratiques plus durables sont indispensables pour assurer l'avenir des forêts européennes. Deux pratiques alternatives à la coupe rase et à l'exportation des rémanents de coupe ont été explorées : la réduction partielle de la densité du peuplement (i.e., l'éclaircie), ainsi que la conservation des rémanents au sol. Le but de cette thèse est de mieux comprendre les effets de ces pratiques sur les organismes du sol et sur leurs interactions trophiques. Pour ce faire, les travaux de cette thèse se sont appuyés sur deux dispositifs expérimentaux in-situ, l'un situé au Pays-Basque espagnol et l'autre dans le Sud-Est de la France, développés dans le cadre du projet H2020 HOLISOILS (https://holisoils.eu/).
En Espagne, les effets combinés d'une coupe d'arbres partielle (50%) ou totale avec la conservation ou non des rémanents ont été évalués sur un large panel d'organismes du sol (microorganismes, nématodes, mésofaune et macrofaune) dans une forêt de Quercus faginea (chêne faginé). Les résultats ont montré une sensibilité des organismes du sol aux coupes forestières dépendante de la taille du groupe considéré, avec des effets particulièrement délétères pour la macrofaune, suggérant un risque important de disparition de celle-ci. Cependant, l'ajout des rémanents permet d'assister les organismes du sol dans leur capacité à résister à l'effet négatif de la coupe. En France, les effets d'un gradient complet d'ouverture du milieu (25, 50, 75 et 100% de diminution de la surface terrière) dans une forêt de Q. pubescens (chêne pubescent) ont été évalués sur la communauté d'arachnides dans un premier temps, puis sur les organismes du sol et leurs interactions trophiques dans un deuxième temps. Un effet de seuil a pu être mis en évidence sur la communauté en araignées dès 25% de coupe seulement, avec une chute de plus de 70% de leur abondance. L'espèce forestière Pardosa saltans est proposée comme espèce sentinelle pour évaluer l'impact de pratiques de gestion forestière. Conformément aux résultats observés sur le site espagnol, la macrofaune apparaît globalement comme le groupe le plus sensible à la coupe d'arbres. Par ailleurs, le réseau trophique du sol montre une restructuration suite à cette perturbation. Les bénéfices de l'éclaircie et des apports de rémanents pour la préservation de la biodiversité des sols forestiers et le maintien des services écosystémiques sont discutés.
Thesis resume
Due to increasing demand for wood, logging now constitutes a major anthropogenic disturbance to the biodiversity of European forests. Logging practices raise concerns about the long-term sustainability of ecosystem functioning. Moreover, forest soils host remarkable biodiversity, whose ecological importance is still insufficiently integrated into forest management and harvesting programs. Assessing soil tolerance thresholds to logging-induced disturbances and developing more sustainable forest management practices are essential to ensuring the future of European forests. Two alternatives to clear-cutting and the removal of logging residues have been explored: partial reduction in stand density (i.e., thinning), and the retention of logging residues on the forest floor. The aim of this thesis is to better understand the effects of these practices on soil organisms and their trophic interactions. To do this, the research relies on two in-situ experimental setups, one located in the Spanish Basque Country and the other in the Southeast of France, developed as part of the H2020 HOLISOILS project (https://holisoils.eu/).
In Spain, the combined effects of partial (50%) or total tree harvesting, with or without residue retention, were assessed on a wide range of soil organisms (microorganisms, nematodes, mesofauna, and macrofauna) in a Quercus faginea forest. Results showed that the sensitivity of soil organisms to logging depended on the size of the group considered, with particularly detrimental effects on macrofauna, suggesting a significant risk of disappearance for this group. However, residue retention helped soil organisms to better resist the negative impacts of logging. In France, the effects of a complete gradient of canopy opening (25%, 50%, 75%, and 100% reduction in basal area) in a Q. pubescens forest were evaluated first on the spider community, and later on soil organisms and their trophic interactions. A threshold effect was detected in the spider community with just a 25% cut, leading to a more than 70% decrease in their abundance. The forest species Pardosa saltans is proposed as a sentinel species to evaluate the impacts of forest management practices. Consistent with the results obtained from the Spanish study site, macrofauna is overall the most affected group by tree logging. The soil trophic network also undergoes significant restructuring. The benefits of thinning and residue retention for preserving forest soil biodiversity and maintaining ecosystem services are discussed.