Soutenance de thèse de Marie FINOCCHIARO

Les microrefuges ont joué un rôle essentiel dans la persistance des espèces végétales face aux changements climatiques passés. De la même manière, ils pourraient modérer les conséquences du réchauffement actuel sur la survie des espèces, et constituer des territoires d’ultime persistance pour les espèces menacées. Les microrefuges bénéficieraient de conditions microclimatiques particulières, telles que des différences absolues de température avec le paysage environnant (effet tampon) et une décorrélation de leur régime climatique par rapport aux tendances mesurées à l'échelle globale (effet de découplage). Nombre d’études ont permis d’identifier et de quantifier l’influence de multiples facteurs topographiques et forestiers pouvant influencer le microclimat. Toutefois, l’existence d’un microclimat spécifique au sein des microrefuges actuels n’est qu’hypothétique, et une caractérisation fine du fonctionnement de ces microsites si particuliersn reste crucial. L’objectif de la thèse vise à (i) quantifier les potentialités de persistance des espèces menacées par le changement climatique en région Sud-PACA grâce à la prise en compte du microclimat, (ii) faire le lien entre microrefuge et microclimat, (iii) étudier le potentiel des microrefuges sur le long terme à conserver la flore menacée par le réchauffement du climat et l’intensification d’évènements extrêmes. Pour répondre au premier objectif, nous avons identifié les espèces végétales menacées par le changement climatique dans la région Sud-PACA en modélisant la réponse de leurs populations sur la base de grilles macroclimatiques. 329 espèces pourraient ainsi perdre l’ensemble de leurs populations régionales d'ici 2070-2100 selon les scénarios modérés. En considérant l’hétérogénéité microclimatique liée à la couverture forestière et à la topographie, ce chiffre diminue de 39 %, ce qui suggère que 129 espèces pourraient partiellement persister jusqu'à la fin du siècle. Les sites de persistance potentielle se trouvent principalement sur les versants exposés au nord et dans des canyons et gorges à haute altitude, remettant en question le rôle des sommets comme sites d'ultime persistance. Une seconde étude a permis de démontrer l’existence d’un microclimat spécifique au sein des microrefuges d’une espèce circumboréale, en limite chaude de répartition dans la région, Oxalis acetosella L. Les résultats révèlent des différences significatives de température entre les microrefuges et les sites environnants, avec des variations pouvant atteindre 1,6 °C pour les températures maximales en été. Les microrefuges situés dans des dépressions topographiques présentent des microclimats d'autant plus favorables. Les cortèges végétaux répondent clairement à ces contrastes microclimatiques, avec la présence d'espèces à optima plus froids et plus humides dans les microrefuges. La troisième étude a quant à elle établi l’existence de découplages climatiques des microrefuges d’Oxalis, ainsi que d’Arabis alpina L., espèce à répartition artico-alpine dont les populations marginales régionales sont également indicatrices de microrefuges. Ce découplage au paysage avoisinant et aux stations météorologiques les plus proches se maintient également lors de vagues de chaleur. Les microrefuges maintiennent donc des conditions climatiques plus stables et moins soumises aux variations extrêmes, avec des températures plus modérées et un taux d'humidité plus élevé, renforçant ainsi leur rôle de refuge pour les espèces végétales sensibles. En conclusion, cette recherche apporte des contributions significatives à la compréhension des microrefuges et de leur rôle crucial dans la conservation des espèces végétales face au changement climatique. Les résultats soulignent l'importance de considérer les échelles microclimatiques pour évaluer la vulnérabilité et la persistance des populations végétales dans les écosystèmes méditerranéens confrontés à des conditions climatiques de plus en plus hostiles.

Microrefugia have played a crucial role in the persistence of plant species amidst past climate changes. Similarly, they may mitigate the consequences of current warming on species survival and serve as ultimate persistence territories for threatened species. Microrefugia are supposed to benefit from unique microclimatic conditions, such as absolute temperature differences with the surrounding landscape (a buffering effect) and a decorrelation of their climate regime from global trends (a decoupling effect). While numerous studies have identified and quantified the influence of multiple topographic and forest factors on microclimate, the specific existence of a microclimate within current microrefugia remains hypothetical, and a detailed characterization of these unique microsites is crucial. The aim of the thesis is to (i) quantify the persistence potential of species threatened by climate change in the Sud-PACA region by considering microclimate, (ii) establish the link between microrefugia and microclimate, (iii) study the long-term potential of microrefugia to conserve climate-threatened flora and cope with intensified extreme events. To address the first objective, we identified plant species threatened by climate change in the Sud-PACA region by modeling their population responses based on macroclimatic grids. According to moderate scenarios, 329 species could lose all their regional populations by 2070-2100. Considering microclimatic heterogeneity related to forest cover and topography, this number decreases by 39%, suggesting that 129 species could partially persist until the end of the century. Potential persistence sites are mainly found on north-facing slopes and in high-altitude canyons and gorges, questioning the role of summits as ultimate persistence sites. A second study demonstrated the existence of a specific microclimate within microrefugia of a circumboreal species, Oxalis acetosella L., at its warm distribution limits in the region. The results revealed significant temperature differences between microrefugia and surrounding sites, with variations of up to 1.6 °C for maximum temperatures in summer. Microrefugia located in topographic depressions exhibit even more favorable microclimates. Plant communities clearly respond to these microclimatic contrasts, with the presence of species preferring cooler and more humid conditions in the microrefugia. The third study established the climatic decoupling of Oxalis and Arabis alpina L. microrefugia from the surrounding landscape and the closest weather stations, which also persists during heatwaves. Microrefugia thus maintain more stable climatic conditions less subject to extreme variations, with moderate temperatures and higher humidity, reinforcing their role as refugia for sensitive plant species. In conclusion, this research makes significant contributions to understanding microrefugia and their crucial role in conserving plant species facing climate change. The results emphasize the importance of considering microclimatic scales to assess the vulnerability and persistence of plant populations in Mediterranean ecosystems facing increasingly hostile climate conditions.