FOREts, Changements globaux, et Adaptation: Simulations et expérimenTations

LE RONCÉ Iris

 

Doctorante

 

CEFE/CNRS
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

 

iris.le-ronce[at]cefe.cnrs.fr

 

Sujet de thèse :

Déterminisme environnemental de la reproduction par masting des arbres et impacts du changement climatique :
le cas du chêne vert

Encadrement :

Directrice : Isabelle CHUINE (CNRS – UMR CEFE - FORECAST)
Co-encadrant : Jean-Marc LIMOUSIN (CNRS – UMR CEFE - FORECAST)
Co-encadrant : Samuel VENNER (CNRS – UMR LBBE - Equipe Ecologie Quantitative et Evolutive des Communautés)

Financement :

Ingénieure des Ponts, des Eaux et des Forêts en formation doctorale (Ministère en charge de l’écologie)

Résumé :

La réussite de la reproduction des arbres forestiers est un élément essentiel de la régénération des peuplements. Pourtant, les peuplements forestiers français subissent actuellement un certain taux d’échec de leur renouvellement, qui interroge sur le devenir de la régénération naturelle. Par ailleurs, la reproduction sexuée étant essentielle pour sélectionner des génotypes mieux adaptés aux nouvelles conditions climatiques, il est nécessaire de mieux comprendre la façon dont fonctionne et évoluera la fertilité des arbres avec le changement climatique.

Les dynamiques de fructification des arbres forestiers sont souvent caractérisées par des fructifications massives, intermittentes et synchronisées à l’échelle d’une population. Ce patron de fructification, dit de masting, est une stratégie de reproduction répandue parmi de nombreux groupes taxonomiques de plantes en milieu tempéré, mais dont les mécanismes sont encore mal compris.

Plusieurs travaux ont cherché à corréler le succès de reproduction par masting et les conditions météorologiques chez les arbres forestiers. Chez les chênes, il en ressort qu’aucune variable météorologique ne permet de prédire de façon récurrente les patrons de fructification. Par ailleurs, encore peu d’études cherchent à déterminer quelles contraintes physiologiques pèsent sur chacune des étapes de développement des fruits.

Problématique de la thèse : Comment expliquer la variabilité interannuelle de la fécondité des arbres, et en particulier du chêne vert ?

La première partie de ce travail s’intéresse aux déterminants pédoclimatiques et biologiques de la variation de la fécondité du chêne vert. Cette partie est basée sur l’analyse de données de floraison et de fructification collectées sur la station expérimentale de Puéchabon (http://puechabon.cefe.cnrs.fr/) depuis 1984, et qui offrent un recul très rare sur l’évolution des dynamiques de fécondité chez les arbres forestiers.

La seconde partie aborde plus précisément les mécanismes d’allocation de réserves aux fleurs et aux fruits à l’échelle de l’arbre et de la branche. Cette partie est basée sur deux expériences menées au laboratoire et mises en place dans le cadre du doctorat : une expérience de retrait des fruits et une expérience de défoliation. L’impact de ces traitements sur plusieurs traits (succès reproducteur, croissance, photosynthèse, réserves en différentes ressources) a été suivi pour mieux comprendre l’allocation entre différentes fonctions au sein de l’arbre.

Enfin, la troisième partie consiste à mettre en équation ce qui a été mis en évidence dans les deux parties précédentes pour modéliser l’impact des changements climatiques sur la fécondité des arbres en ajoutant un module au modèle PHENOFIT, développé par Isabelle Chuine. Ce modèle sera calibré sur le chêne vert, mais pourra être utilisé pour d’autres essences.


PhD Title:

Environmental determinism of reproduction by masting in trees and impact of climate change:
the case of the holm oak

Abstract:

French forests are mainly renewed through natural regeneration. However, how fertility of forest stands will be affected by climate change is still very poorly understood. It is thus essential that we gain a better understanding of ecophysiological mechanisms of reproduction in order to improve functional models of trees and species distribution models. Both aspects will be necessary to predict the consequences of climate change on temperate forests. This project will identify the environmental determinants of the reproduction of an evergreen mediterranean tree, the holm oak (Quercus ilex). This species reproduces with a masting pattern like other oaks and many trees, and has been monitored in South France for more than 30 years.

Data analyzed in this project were mainly collected at the Puéchabon long-term monitoring site: http://puechabon.cefe.cnrs.fr/


Publications :

4. Le Roncé I., Toïgo M., Dardevet E., Venner S., Limousin J.-M. et Chuine I., 2020. « Resource manipulation through experimental defoliation has legacy effects on allocation to reproductive and vegetative organs in Quercus ilex ». Annals of Botany, mcaa137. https://doi.org/10.1093/aob/mcaa137

3. Joffard N., Le Roncé I., Langlois A., Renoult J., Buatois B., Dormont L., et Schatz B. 2020. « Floral trait differentiation in Anacamptis coriophora: phenotypic selection on scents, but not on colour ». Journal of Evolutionary Biology, 33: 1028–1038. https://doi.org/10.1111/jeb.13657

2. Chapurlat É., Le Roncé I., Ågren J., et Sletvold N. 2020. « Divergent selection on flowering phenology but not on floral morphology between two closely related orchids ». Ecology and Evolution, 10: 5737–5747. doi: https://doi.org/10.1002/ece3.6312

1. Schermer, É., Bel‐Venner M.‐C., Gaillard J.‐M., Dray S., Boulanger V., Le Roncé I. , Oliver G., Chuine I., Delzon S., et Venner S. 2019. « Flower Phenology as a Disruptor of the Fruiting Dynamics in Temperate Oak Species ». New Phytologist, octobre, nph.16224. https://doi.org/10.1111/nph.16224