Importance des facteurs locaux climatiques et édaphiques dans la dynamique de régénération des communautés à hêtre en marge d’aire de répartition

Abstract

En milieu tempéré, les hypothèses de distribution et de déplacement des espèces végétales suggèrent une rétraction des aires de distribution des espèces mésophiles en réponse aux changements climatiques. A l’échelle biogéographique, Le déclin de ces populations est attendu de manière plus importante dans la marge chaude de l’aire de distribution des espèces, en limite de tolérance physiologique et écologique. Cependant, les effets de facteurs locaux comme la canopée forestière et les caractéristiques édaphiques sur les conditions environnementales locales sont insuffisamment pris en compte. Si dans le cœur de l’aire de répartition des espèces où l’environnement est favorable, les facteurs locaux sont supposés n’avoir que peu d’impact sur la persistance des espèces, ceux-ci pourraient améliorer les conditions pour les espèces en marge chaude, comme le suggère le modèle « centre-périphérie ».L’effet de la canopée forestière et du type de sol sur la dynamique de régénération du hêtre commun (Fagus sylvatica L.) a été testé dans le cadre d’un dispositif expérimental déployé le long d’un gradient biogéographique en plaine dans le cœur de son aire de distribution en Normandie et en Lorraine ainsi que dans sa marge chaude en Gironde et dans la Drôme. Un total de 32 sites homogènes au niveau des conditions environnementales (exposition, roche-mère, type de communautés sous feuillus à hêtre) a ainsi été équipé et suivi expérimentalement. L’effet sol a été manipulé en installant des mésocosmes de sols reconstitués et en les comparant à des conditions de sols en place sous forêt, et l’effet canopée a été évalué en comparant les sites à mésocosmes édaphiques sous forêts en milieu ouvert adjacent, aboutissant à trois modalités dans chacun des 32 sites : milieu ouvert dans un mésocosmes, sous canopée forestière dans un mésocosme, sous canopée forestière en pleine terre. La germination de faînes leur croissance et la croissance de plants de provenances différentes (cœur et marge d’aire de distribution) ont été suivis pendant deux années en 2019 et 2020 pour évaluer la dynamique de régénération du hêtre.La germination et la survie des plantules de hêtre ont été mesurées en 2019, année extrêmement sèche. Dans ce contexte, les facteurs locaux n’ont pas facilité la régénération du hêtre dans sa marge chaude comme attendu. Les phases précoces de la régénération ne suivent pas un gradient biogéographique latitudinal de la marge chaude vers le cœur de l’aire, mais un gradient de sécheresse longitudinal qui suit le gradient de continentalité. Cela s’explique probablement par le couplage de trois facteurs : climat plus sec dans les sites continentaux, canopée forestière faisant barrière aux très faibles pluies et enfin sols compacts avec de faibles infiltration.En parallèle, la persistance de plants de 3 ans a été mesurée sur deux ans. La résilience des jeunes plants a ainsi pu être testée de 2019 à 2020, deux années les plus sèches de ces 40 dernières années. En plus de la croissance et de la persistance, des traits foliaires supplémentaires ont été mesurés afin de mieux discriminer la réponse des plants aux facteurs locaux testés en fonction de leur provenance.Enfin, des analyses de groupement ont été réalisées sur les relevés des communautés végétales de chaque site forestier. Le déterminisme des types de communautés végétales, un autre facteur local, dans la dynamique de régénération du hêtre a pu être testé par rapport aux réponses de persistance et de croissance des stades précoces du hêtre.Ce travail a conduit à tester différentes hypothèses couramment admises dans la littérature concernant la réponse des populations aux changements globaux, et a mis en avant le rôle complexe joué par les facteurs locaux dans la réponse végétale aux tout premiers stades de régénération.