Thèmes de recherche développés
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Au sein du département « Processus fonctionnels et adaptatifs » de l’IMEP, l’équipe dans laquelle j’ai été intégré en septembre 2000, s’intéresse aux patrons fonctionnels qui déterminent, en région méditerranéenne, la vitesse et le sens des successions végétales. A cette fin, les modèles d’étude portent tant sur les successions autogéniques que sur les successions allogéniques régressives ou progressives. L’étude du cycle de la matière organique à l’échelle écosystémique (stockage, décomposition, minéralisation) nous renseigne entre autres sur les conséquences des imports ou des exports de matière organique sur la dynamique successionnelle.
Au sein de l’équipe « écologie fonctionnelle », mes compétences concernent plus particulièrement l’estimation des biomasses végétales en tant que compartiment de stockage des principaux bioéléments, et les stratégies d’allocation de la biomasse à l’échelle de l’individu (organes pérennes et non pérennes) et de l’écosystème (différences entre groupes fonctionnels) en fonctions des contraintes environnementales.
L’organisation spatiale des individus et des communautés ainsi que les relations biotiques et abiotiques qu’entretiennent les différents compartiments de l’écosystème placent l’étude des flux de matière et d’énergie et leurs modalités de stockage au cœur des problématiques soulevées par l’écologie fonctionnelle. Dans le cadre de l’étude du fonctionnement des écosystèmes, la caractérisation des compartiments de stockage de la matière et des flux de nutriments, implique une formalisation précise de la géométrie de la biomasse et donc du biovolume. Dans cette optique, mes travaux en cours portent notamment sur le développement d ‘un modèle unifié d’estimation du biovolume des arbres par la modélisation architecturale tridimensionnelle.

Dans le cas des successions autogéniques, mes travaux ont pour objet d’étude les différents stades de la série du chêne vert, avec un effort particulier sur la garrigue calcaire et le rôle des espèces dominantes dans la dynamique de la végétation.
Dans le cas des successions allogéniques, mon approche s’articule autours de deux scénarii : l’un concernant un apport de matière organique exogène (compost) dans une garrigue oligotrophe (rive nord de la méditerranée, Provence calcaire), l’autre concernant des exports de matière organique dans un milieu soumis à une action anthropique intense (coupe de bois de feu, surpâturage) conduisant à un phénomène de steppisation (rive sud de la méditerranée, Haut Atlas marocain).

Les principaux résultats obtenus révèlent que l’amélioration des potentialités nutritives du sol suite à l’apport de matière organique permet au brachypode (Brachypodium retusum), herbacée ayant une stratégie compétitive, d’obtenir un développement supérieur aux autres espèces qui ont une stratégie de résistance au stress en milieu pauvre. Cette augmentation de biomasse s’accompagne également d’une hausse de la teneur en macro nutriments du brachypode.
Le chêne kermès (Quercus coccifera) réagit différemment à l’apport de matière organique : lorsque la disponibilité en éléments nutritifs augmente, on observe une augmentation de la proportion de la biomasse foliaire, compartiment pérenne, augmentant ainsi le turnover des éléments dans les cycles biogéochimiques.
La dominance du brachypode sur les autres espèces de la garrigue s’explique par un potentiel de croissance maximale supérieur, lui conférant un avantage en milieu riche alors que le chêne kermès moins sensible à la pauvreté du milieu est plus compétitif en milieu oligotrophe.
L’apport de matière organique entraîne donc une augmentation du recouvrement global et plus particulièrement du brachypode et du chêne kermès, participant ainsi à la « fermeture » du couvert végétal (pris dans le sens d’une obstruction physique à l’installation d’autres espèces), pouvant entraîner une réduction des espèces minoritaires. En outre, ces espèces peuvent conduire à un blocage de la dynamique de la végétation sur plusieurs décennies. On peut donc s’interroger sur les conséquences d’une colonisation accrue du couple brachypode / chêne kermès sur le ralentissement de la succession végétale par un blocage à ce stade intermédiaire.

Sur la rive sud de la méditerranée, les exports de matière organique affectent le fonctionnement des écosystèmes au point de menacer leur pérennité. Les steppes et pré-steppes correspondent à une importante variété de paysages, de végétation et de potentialités agro-sylvo-pastorales (e.g. steppes graminéennes à Alfa, steppes arbrissellées ou chaméphytiques à Armoise, steppes d’altitude à xérophytes épineuses en coussinet, forêts pré-steppiques à Genévrier thurifère, à Arganier). Dans ces milieux, les discontinuités de la couverture végétale se manifestent par l’individualisation de conditions micro-édapho-climatiques dont l’incidence sur le fonctionnement et la biodiversité à l’échelle écosystémique est déterminante. Ces communautés structurées autour d’un faible nombre d’individus, sont ainsi particulièrement sensibles au rôle de l’Homme et des ses activités, actuelles et passées. Ce dernier constitue, notamment en région méditerranéenne, un facteur essentiel, déterminant dans une large mesure, la direction prise par la succession végétale, soulevant ainsi des questions relatives à la dynamique de ces écosystèmes. Nos travaux sur les forêts pré-steppiques du Haut Atlas ont en outre révélé l’importance des xérophytes en coussinet dans les processus de régénération des taxons forestiers ainsi que leur rôle de protection à l’égard des plantules (plantes « nurses »). Il ressort que ces chaméphytes peuvent dans une certaine mesure, assurer la régénération des peuplements forestiers, rôle normalement dévolu au couvert des arbres, aujourd’hui bien altéré. A ce titre, elles doivent être considérées comme un acteur fondamental du maintien des capacités nutritionnelles et reproductrices des ces écosystèmes. Bien que la productivité de ces écosystèmes soit faible, elle excède cependant les prélèvements par les populations villageoises. Cependant, les modes de gestion étatiques ou communautaires de ces espaces sont inadaptés et ne permettent pas d’endiguer l’érosion des sols et du couvert végétal. La disparition progressive de ces formations pré-steppiques s’inscrit dans une dynamique régressive générale de la capacité de stockage du carbone des écosystèmes méditerranéens