Rozprawy doktorskie: „Arbres forestiers”

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Dupuy, Lionel. "Modélisation de l'ancrage racinaire des arbres forestiers." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12788.

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Les récentes tempêtes en Europe ont occasionné de lourds dégâts et des pertes économiques dramatiques dans les forêts. Les questions relatives à l'ancrage de l'arbre ont émergé. Cependant, les moyens actuels pour répondre à ces attentes sont limités, l'accès par l'expérience aux mécanismes souterrains étant limité. L'analyse des phénomènes du déracinement a donc été abordée par la modélisation mécanique. Plusieurs phases ont été nécessaires pour atteindre cet objectif. Dans un premier temps, la mesure des systèmes racinaires a permis d'acquérir des données concernant l'architecture des racines. Ensuite, les formes racinaires mesurées étant très variables et complexes, des modèles de la structure racinaire ont été développés. Ceux-ci permettent de construire des géométries iddéalisées dont la complexité et la variabilité sont maîtrisées. La troisième phase de ce travail s'est attachée à developper des outils informatiques permettant l'analyse par éléments finis d'une structure racinaire quelconque, issue de mesures où bien de simulations. Enfin, la dernière étape a été consacrée à la simulation de scenarii d'enracinement très variés afin de comprendre les mécanismes et d'identifier les facteurs déterminants. Finalement, l'utilisation des méthodes numériques a permis d'apporter des éléments nouveaux pour la compréhension du phénomène de déracinement. Le sol, et particulièrement le frottement interne, influe sur la cinématique du basculement et sur la forme de la motte racinaire soulevée. En ce qui concerne les racines, la profondeur et le diamètre des racines latérales sont apparus comme essentiels dans la résistance et les mécanismes de déracinement.

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Kaushal, Parvinder. "Analyse écophysiologique des effets de stress liés aux transplantations des arbres forestiers." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10299.

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Influence d'un stress hydrique sur l'établissement et la croissance des semis transplantés (effets sur la photosynthèse et la transpiration). Aide à la règlementation racinaire et à la reprise des plants par habillage des racines et apport d'une fertilisation azotée. Évolution des réserves carbonées : sucres solubles et amidon. Enrichissement atmosphérique en CO::(2) pour augmenter la production de biomasse et réduire le temps d'élevage en pépinière

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Kaushal, Parvinder. "Analyse écophysiologique des effets de stress liés aux transplantations des arbres forestiers." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37606535v.

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Bertheau, Coralie. "Mécanismes d'adaptation des insectes forestiers à de nouveaux arbres hôtes : une approche intégrative." Thesis, Orléans, 2009. http://www.theses.fr/2009ORLE2018/document.

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Avec l'intensification de la sylviculture et des échanges internationaux (introductions d'insectes ou plantations d'essences exotiques), les arbres forestiers sont de plus en plus confrontés à des attaques de nouveaux insectes phytophages. La compréhension des mécanismes d’adaptation de ces insectes à de nouveaux hôtes représente un enjeu scientifique majeur faisant intervenir de nombreux facteurs et des processus biologiques complexes. Dans ce contexte, nous nous sommes focalisés sur l’étude du rôle de deux facteurs : (1) la proximité taxonomique entre hôtes naturels et nouveaux de l'insecte ; (2) l’étendue du spectre d’hôtes naturels de l’insecte. Quatre approches complémentaires (méta-analyse, inventaire terrain, tests comportementaux, analyses génétiques), réalisées à différentes échelles taxonomiques et géographiques, ont été développées, les trois dernières approches se focalisant sur les relations scolytes indigènes - conifères introduits. Les objectifs étaient, d'une part d’approfondir les connaissances sur les capacités des insectes forestiers à étendre leur gamme d’hôtes, d'autre part d'apporter des informations utiles au gestionnaire forestier pour évaluer les risques économiques et écologiques qui découlent de ces adaptations. Les résultats des quatre approches concordent pour démontrer l’importance des deux facteurs testés dans les relations insectes-arbres en général et scolytesconifères en particulier. Les insectes à large spectre d’hôtes naturels seraient plus aptes à coloniser de nouveaux hôtes que ceux dont la gamme d’hôtes est plus restreinte. Parallèlement, la présence d'hôtes nouveaux proches taxonomiquement des hôtes naturels faciliterait le changement d’hôte. L’ensemble de nos résultats a contribué à compléter les connaissances sur l’évolution de la gamme d’hôtes des insectes forestiers phytophages en présence de nouveaux hôtes et par conséquent sur la sensibilité relative de ces hôtes par rapport aux hôtes autochtones With the intensification of forestry and global trade (insect introductions or plantations of exotic trees), forest trees have increasingly to face attacks by novel phytophagous insects. Understanding the adaptation mechanisms of these insects to their novel hosts, represents a crucial scientific issue involving many factors and complex biological processes. In this general topic, we focused on the role of two factors: (1) the taxonomic proximity between natural and novel hosts of the insects; (2) the host specificity of the insect. Four complementary approaches (meta-analysis, field inventory, behavioral tests and genetic analyses) at different taxonomic and geographical scales have been developed, the last three approaches focusing on the adaptation of indigenous bark beetles to exotic conifers. The objectives were, firstly to improve knowledge on the ability of forest insects to extend their natural host range, and secondly to provide useful information to forest managers, in order they can assess ecological and economic risks arising from these adaptations. Results from the four approaches agree to demonstrate the importance of both tested factors in the insect-tree relationships in general and conifer-bark beetle in particular. Forest insects with a broad natural host range appear to be better colonizers of novel hosts than insects with a narrow host range. The presence of novel tree species taxonomically related to native hosts seems to favor insect host shift. This work has also contributed to improve knowledge on the evolution of the host range of phytophagous forest insects in presence of novel host trees species, and consequently on the sensitivity of these hosts relatively to native ones

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Bertheau, Coralie Lieutier François. "Mécanismes d'adaptation des insectes forestiers à de nouveaux arbres hôtes une approche intégrative /." S. l. : S. n, 2009. ftp://ftp.univ-orleans.fr/theses/coralie.bertheau_1654.pdf.

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Machon, Nathalie. "Etude de la variabilité génétique des arbres forestiers. Exemples du chataîgnier et de l'orme." Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA112309.

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Les travaux que nous avons effectues sur le chataignier et l'orme, en ce qui concerne la differenciation et la diversite des populations au niveau des marqueurs isoenzymatiques, donnent les memes resultats que ceux generalement observes chez les arbres forestiers des zones temperees. Les especes ligneuses maintiennent un haut niveau de variation intraspecifique et intra-population et un faible niveau de differenciation inter-populations par rapport aux autres especes. Nous nous sommes alors demandee quelles sont les caracteristiques des arbres qui peuvent avoir une influence aussi forte sur les proprietes des populations actuelles. Les hypotheses que nous avons faites pour expliquer ces particularites concernent les consequences du long cycle de vie des especes concernees et particulierement de la duree de leur phase juvenile sur les mecanismes de colonisation postglaciaires. Des modeles de simulation ont ete utilises pour confirmer ces hypotheses

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Moukoumi, Judicaël. "Effet des essences forestières sur la biodégradation des matières organiques : impact sur la dynamique et le cycle du carbone, de l'azote et des éléments minéraux." Nancy 1, 2006. http://www.theses.fr/2006NAN10133.

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Cette étude visait à déterminer les indicateurs pertinents de la dynamique des matières organiques (MO) et de certaines étapes du cycle du carbone, de l’azote et des éléments minéraux en relation avec la nature des essences. Le site expérimental de Breuil-Chenue (Morvan), permettant dans des conditions identiques, de suivre l’effet des essences, a servi de support aux travaux. Les différentes approches expérimentales (in situ et au laboratoire) montrent que 30 ans après la plantation, l’expression de la forêt native (taillis sous futaie à hêtre dominant, 150 ans) a disparu au profit des jeunes peuplements. On observe des différences marquées dans la décomposition des substrats végétaux, la minéralisation du carbone et de l’azote, et la dynamique des éléments majeurs jusque dans les agrégats de sol. On distingue: les peuplements à bon potentiel de décomposition des MO comme les plantations de Douglas, et de hêtre, dont la MO résiduelle de l’horizon A1 est peu abondante et relativement récalcitrante. La nitrification y est efficace, et mobilise préférentiellement Ca, Mn et Mg. Les peuplements à faible potentiel de décomposition comme la forêt native, et surtout l’épicéa, dont la litière plus riche en lignine, Fe et Al s’accumule à la surface du sol, donnant lieu à une MO minéralisable abondante dans l’horizon A1. La nitrification y est très faible, et Fe et Al sont fortement mobilisés. Le peuplement de chêne aux feuilles pauvres en lignine et plus riches en Ca, Mg, Mn et K, occupe une position intermédiaire. Les substrats végétaux s’y décomposent rapidement. Cependant, la forte production de litière, et sa proportion élevée en bois favorisent son accumulation au sol The aim of this study was to determine the relevant indicators of the dynamic of organic matter (OM) and some steps of the cycle of carbon, nitrogen and mineral nutrients in relation with the nature of tree species. The experimental site of Breuil-Chenue (Morvan), which allows on similar conditions, to follow the tree species effect, was used as work support. Field and laboratory experimental approaches show that 30 years after the plantation, the expression of the native forest (a coppice with standards dominated by beech, 150 year-old) disappeared, under the effect of young tree species. Marked differences were observed in litter decomposition, carbon and nitrogen mineralization, and dynamics of major elements, even in soil aggregate fractions. Groups of tree species stands were distinguished: the first one having a good potential of decomposition, concerns Douglas fir and beech, whose OM in the A1 horizon, was not abundant but relatively recalcitrant. Nitrate production was higher and implicated on Ca, Mn and Mg mobility. The second group was characterized by a low potential of decomposition. It includes native forest, and spruce plantation whose needles richest in lignin, Fe and Al accumulate on topsoil. Soil OM from these both stands presented a weak nitrate production, but release much more soluble organic compounds with a great potential of carbon mineralization in lab. Fe and Al were more mobilized. The oak plantation, with leaf litter low in lignin and richer in Ca, Mg, Mn and K, occupied an intermediate position. Plant materials were decomposed rapidly. However, strong production of litter and its high proportion of wood result in it accumulation on topsoil

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Cordier, Tristan. "Structure des assemblages fongiques de la phyllosphère des arbres forestiers et effet potentiel du changement climatique." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14511/document.

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La phyllosphère est l’habitat fourni par la partie foliaire des plantes. De nombreuses espèces microbiennes - pathogènes, saprophytes ou mutualistes des plantes - peuplent cet environnement. Ce compartiment microbien influence donc la dynamique et la structure des communautés végétales. L’objectif principal de cette thèse était d’étudier les effets potentiels du changement climatique sur la structure des assemblages fongiques de la phyllosphère des arbres forestiers, et sur la niche écologique des espèces fongiques pathogènes des arbres forestiers. Nous avons pour cela utilisé deux approches, i) l’étude de gradients altitudinaux et ii) la construction de modèles de niche bioclimatique.Les assemblages fongiques de la phyllosphère des arbres forestiers étant encore peu connus, nous avons dans un premier temps décrit leur diversité et quantifié leur variabilité spatiale à l’échelle d’une parcelle forestière.Nos résultats montrent que la phyllosphère d’un arbre forestier abrite quelques centaines d’espèces fongiques, avec quelques espèces dominantes et beaucoup d’espèces rares. Les facteurs structurant ces assemblages incluent à la fois des facteurs abiotiques et biotiques : la température apparaît comme la variable climatique la plus explicative le long d’un gradient altitudinal ; à l’échelle d’une parcelle, la proximité génétique entre arbres est plus déterminante que leur distance géographique.L’analyse des modèles de niche des champignons pathogènes forestiers à l’échelle de la France met en évidence des limitations climatiques, les pluies estivales étant une variable explicative importante.Toutefois, plusieurs espèces introduites occupent déjà la plus grande part de la distribution de leur hôte,sans limitation apparente par le climat. Les effets du changement climatique sur la plupart des pathogènes s’exerceront d’abord indirectement par des effets dépressifs très importants sur l’abondance de leurs arbres-hôtes. Seuls les pathogènes adaptés au biotope méditerranéen verraient leur impact s’accroitre Phyllosphere is the habitat provided by the leaves of living plants. Many microbial species -pathogens, saprophytes or mutualists of plants - inhabit this environment. These microbes therefore influence the dynamics and structure of plant communities. The main objective was to study the potential effects of climate change on the structure of phyllosphere fungal assemblages, and on the ecological niche of pathogenic fungal species of forest trees. We used two approaches, i) the study of altitudinal gradients and ii) the construction of bioclimatic niche models. Since phyllosphere fungal assemblages of forest trees are still poorly known, we first described their diversity and quantified their spatial variability at the scale of a forest stand.Our results show that the phyllosphere of a forest tree houses hundreds of fungal species, with few dominant species and many rare species. Factors structuring these assemblages include both abiotic and biotic factors: the temperature appears as the most explanatory variable along an elevation algradient. At the scale of a forest stand, the genetic proximity between trees is more important than the geographic distance. Analysis of the bioclimatic niche models of pathogenic fungi forest at the French scale highlights some climatic limitations, and the summer rainfall is an important explanatory variable. However, many introduced species already occupy the distribution of their host, without apparent climatic limitation. The effects of climate change on most pathogens will be exercised indirectly by very important depressive effects on the abundance of their host trees. Only pathogens adapted to the Mediterranean biotope would increase their impact

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Parmain, Guilhem. "Contribution de différents éléments forestiers et non-forestiers de la trame de très vieux bois à la diversité des coléoptères saproxyliques." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2017/document.

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La disparition et la fragmentation d’habitat sont considérées comme des causes majeures de l’érosion de la biodiversité.Les forêts sont parmi les plus riches écosystèmes terrestres de la planète. La simplification structurelle et la disparition d’éléments d’habitats clés qui résultent de leur exploitation mettent en péril la biodiversité qu’elles abritent.Grâce à l’analyse de différents jeux de données mutualisés entre plusieurs laboratoires et de deux jeux de donnéesoriginaux générés par mes travaux, l’objectif de cette thèse est d’évaluer le rôle joué par plusieurs éléments de la Trame de Très Vieux Bois pour la diversité des coléoptères saproxyliques aux échelles locale et paysagère. L’effet des caractéristiques du milieu et la biodiversité associée aux ilots de vieillissement, réserves forestières et arbres isolés extra-forestiers ont été évalués.En parallèle, nous avons conduit des explorations méthodologiques concernant la principale technique d’échantillonnagede notre modèle biologique. Nous avons mis en évidence les effets (i) forts de la réplication spatiale ou temporelle des dispositifs d’échantillonnage sur les données obtenues, mais (ii) négligeables de l’exclusion d’une famille couteuse en temps d’identification sur les résultats.Nos résultats écologiques indiquent l’effet de l’arrêt d’exploitation sur la reconstitution des compartiments bois mort etdendromicrohabitats et des assemblages de coléoptères saproxyliques associés, au contraire de l’extension de rotationreprésentée par les ilots de vieillissement. D’importantes densités de réserves forestières dans le paysage (plus de 20%) semblent nécessaires pour une conservation efficace de la faune saproxylique. De plus, nous avons mis en évidence qu’une part importante des espèces saproxyliques est préférentiellement retrouvée sur des arbres solitaires, non-forestiers. La totalité de la faune saproxylique n’est donc pas abritée par la forêt. Ces structures non forestières représentent des éléments primordiaux à prendre en compte pour la sauvegarde de la biodiversité saproxylique Habitat loss and fragmentation are considered as major threats to biodiversity in forests, one of the species-richest terrestrial ecosystems worldwide. The structural simplification and the loss of key habitat elements resulting from forest harvesting threaten forest biodiversity. Through the analysis of datasets shared between laboratories and two original datasets created during this thesis, I intended to evaluate the role for associated beetle diversity of several components of the saproxylic habitat network at local and landscape scales. The effect of local environmental variables has been evaluated and the biodiversity associated with ageing stands, forest reserves and isolated non-forest trees were explored. In parallel, we have analyzed the main technique used to sample our study group. We highlighted (i) strong effects of spatial or temporal replication of sampling on data, but (ii) negligible effects of data simplification by excluding a time-expensive family on results. We demonstrated significant effects of forest setting aside on the restoration, mainly of dead wood and tree microhabitats, but also on associated saproxylic beetle assemblages. Extended rotations in ageing stands did not provide such positive effects. Besides, we evidenced that a high density of forest reserves in the landscape (over 20%) seems necessary to efficiently favor the saproxylic fauna. In addition, we observed that a significant proportion of saproxylic species prefer non-forest solitary tree habitats. The whole saproxylic fauna is therefore not hosted by forests. These non-forest saproxylic structures have to be included in conservation strategies dedicated saproxylic biodiversity

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Calvaruso, Christophe Ranger Jacques. "Quantification de l'effet des racines d'arbres et des microorganismes associés sur l'altération des minéraux de sols forestiers observations en forêt et expérimentations /." [S.l.] : [s.n.], 2006. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2006_0129_CALVARUSO.pdf.

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Montaigne, William. "Diversité génétique et adaptation au milieu chez les arbres forestiers tropicaux : étude chez le genre Virola (Myristicaceae)." Thesis, Antilles-Guyane, 2011. http://www.theses.fr/2011AGUY0480/document.

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Le maintien de ressources génétiques suffisamment larges est nécessaire pour assurer la viabilité et le potentiel évolutif des populations naturelles. Cette thèse a le principal objectif de caractériser la diversité et la variabilité génétique chez le genre Virola (Myristicaceae) pour décrire les processus évolutifs qui en sont à l'origine. Premièrement,une étude de la régénération d'un échantillonnage exhaustif de V. michelii a été menée dans une parcelle du dispositif expérimental de Paracou ayant subi une exploitation forestière de faible intensité et comparée à une parcelle témoin. La diversité génétique mesurée à partir de marqueurs AFLP (Amplified Fragment-Length Polymorphism, N=229) en zones perturbées s'est révélée être plis grande qu'en zone non-perturbées. Puis, l'adaptation locale a été étudiée à travers ces mêmes individus et certains loci (AFLP) montrent une sélection divergente pour des environnements contrastés, indiquant un signe d'adaptation. Enfin, l'étude des niveaux de divergence génétique chez trois espèces de Virola du bouclier guyanais (V. michelii, V. surinamensis et V. kwatae) montrent que deux d'entre elles (V. surinamensis et V. kwatae) montrent de fortes similarités génétiques malgré leur distribution sur des environnements contrastés. des Flux de gènes intersécifiques ont été mis en évidence chez ces deux espèces-soeurs et l'hypothèse d'une spéciation écologique est avancée. Ce travail a permis d'aborder différents processus évolutifs à l'origine de la diversité génétique actuelle chez ces espèces forestières tropicales et peut fournir une contribution pour appréhender le devenir des populations Genetic diversity is an essential component of biodiversity. The maintenance of sufficient genetic resources is needed to ensure the adaptive potential and the viability of natural populations. In the current context of global changes, the study of adaptation in living organisms is a key task, particularly for tropical forest trees that are dominant components (in terms of biomass and as ecological drivers) of some of the most diverse ecosystems on Earth. The main objective of this thesis is to characterize genetic diversity and genetic variability to understand the evolutionary processes that act on them. This ecological-genetic study was carried out at the interspecific and intraspecific level in the Virola genus.If overall high levels of genetic diversity are a guarantee of prosperity for the future of the species, it seems essential to perform studies on the impact of environmental disturbance on genetic diversity. In the first section, the genetic consequences of regeneration dynamics were studied in an exhaustive sample of V. michelii in a low-intensity logging plot and in a control plot at the Paracou experimental site. A greater genetic diversity, measured from AFLP markers (Amplified Fragment Length Polymorphism, N = 229), was found in perturbed areas. Because studying genetic diversity within species may be useful for understanding species adaptation to environmental changes, in the second section. I studied local adaptation in a population of V. michelii on the Paracou experimental site. A genome scan approach with AFLPs (N = 229) was conducted on 77 adult individuals and 401 juveniles to identify genetic differences between populations associated to contrasting conditions for an array of environmental variables. Some loci (N = 2) were found to be subject to divergent selection, indicating adaptation to contrasting habitats.In the third section, the study of levels of genetic divergence in three Virola species of the Guiana Shield (V. michelii, V. surinamensis and V. kwatae) was investigated for nuclear and chloroplast molecular markers. V. surinamensis and V. kwatae showed strong genetic similarities despite their contrasting habitats preferences. Coalescent analyses have revealed, on one hand, a recent divergence between these two species suggesting an ecological speciation, and one the other hand that interspecific gene flow occurs between these sister-species.This work focuses on understanding evolutionary processes shaping genetic diversity and provides a useful contribution for biodiversity conservation programs

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Grivet, Delphine. "Phylogéographie et évolution moléculaire comparée d'arbres forestiers à l'aide des marqueurs chloroplastiques." Nancy 1, 2002. http://www.theses.fr/2002NAN10002.

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Peu d'études ont jusqu'à présent intégré des analyses de diversité génétique multi-espèces. L'objectif de cette thèse est de contribuer à la réalisation d'une synthèse européenne de la variabilité génétique d'espèces forestières tempérées de feuillus, étudiées simultanément à l'aide de marqueurs chloroplastiques. Trois études principales ont été menées. (i) La première étude a consisté à reconstituer la phylogéographie de trois espèces : le lierre, le charme et le chêne. Différentes méthodes ont été utilisées et comparées pour analyser la structuration géographique de leur diversité, et le séquençage d'un fragment chloroplastique (l'intron de trnK) a permis la réalisation de phylogénies intraspécifiques. Les refuges et les voies de recolonisation empruntées ainsi que la capacité à maintenir leur diversité génétique initiale diffèrent selon les espèces. (ii) La deuxième étude a consisté à mettre au point des amorces consensus chevauchantes afin de couvrir la grande région simple copie du génome chloroplastique. Ce jeu d'amorces, étudié sur les différentes espèces du projet, a permis d'initier une étude sur la variation de la taille du génome chloroplastique au sein des Angiospermes à l'aide de la méthode comparative. Il apparaît que la taille des génomes est liée à celle des espaceurs intergéniques, et reflètent tant des contraintes phylogénétiques que des propriétés intrinsèques d'évolution de ces génomes. (iii) La troisième étude a porté sur la comparaison de la diversité nucléotidique de toutes les espèces forestières du projet européen, à l'aide de l'intron trnK comprenant le gène matK. Il apparaît que les substitutions synonymes sont majoritaires dans l'exon aussi bien au niveau interspécifique qu'au niveau intraspécifique, mais les non synonymes semblent légèrement sur-représentées au niveau intraspécifique. Enfin, le niveau de diversité intraspécifique ne semble pas être corrélé avec les niveaux d'évolution au niveau interspécifique dans notre échantillon.

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Urli, Morgane. "Réponse des rabres forestiers aux changements globaux : approches biogéographique et écophysiologique." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821979.

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Les aires de répartition des arbres pourraient être grandement affectées par le changement climatique. Les résultats d'analyses paléogéographiques ont montré que ces dernières se sont déjà déplacées avec les variations passées du climat. Ces études ont permis de déterminer la direction et la vitesse de migration des espèces, données utilisées actuellement pour générer des prédictions sur l'évolution de l'aire de répartition des espèces forestières en réponse au réchauffement du climat. Cependant, le contexte écologique dans lequel les arbres font face à ces changements est très différent par rapport aux changements climatiques passés : l'augmentation actuelle des températures est plus rapide, les surfaces susceptibles d'être colonisées sont occupées par des écosystèmes très différents et variés (forêts, surfaces agricoles, zones urbaines). Par conséquent, les arbres pourront-ils faire face à la rapidité des changements globaux actuels ? Auront-ils la capacité de migrer pour trouver des conditions plus favorables ou pourront-ils s'adapter et survivre à de nouvelles conditions environnementales ? Dans un premier temps, l'analyse de données historiques (plans d'aménagements de l'Office Nationale des Forêts et Inventaires Forestiers Espagnols) a permis de mettre en évidence des évènements de colonisation et d'extirpation et de quantifier la vitesse de migration de populations situées au cœur ou aux marges de leur aire de répartition. Une colonisation massive de Quercus ilex dans les dunes boisées atlantiques (limite Nord d'aire de répartition) a été mise en évidence au cours des 130 dernières années, confirmant les tendances prédites par les modèles. Cependant, les vitesses de colonisation de cette espèce restent bien inférieures aux déplacements de son bioclimat estimés à partir de modèles de niche. Les espèces localisées en limite Sud d'aire de répartition présentent des remontées altitudinales plus importantes que pour celles situées au cœur de leur aire. En conclusion, nos résultats montrent que les changements globaux ont déjà impactés la répartition des arbres malgré l'existence d'un décalage temporel entre les réponses migratoires des espèces forestières et le déplacement de leur bioclimat. Le stress hydrique est le facteur prépondérant pouvant expliquer le dépérissement des arbres dans un milieu dont la disponibilité en eau est limitée, notamment en marge chaude d'aire de répartition. Nous avons, par conséquent, étudié la résistance à la sécheresse et ses mécanismes chez les plusieurs espèces d'Angiospermes. Nos résultats montrent qu'un seuil de 90% d'embolie mène à des dommages physiologiques irréversibles de la plante et à la mort par déshydratation. Ce seuil est considérablement plus élevé que celui précédemment observé chez les conifères. L'étude du fonctionnement hydraulique d'espèces de chênes co-occurrentes nous a permis de montrer que la survie de Q. robur pourrait être menacée dans les forêts atlantiques dans un contexte de sécheresses de plus en plus intenses car il y subit des taux d'embolie native élevés. Au contraire, Q. ilex présente des taux d'embolie négligeables sur ce même site d'étude.Les vitesses réelles de migrations constituent des données empiriques essentielles qui nous renseignent sur les capacités migratoires effectives des arbres. Elles pourront être intégrées dans les modèles de répartition, tout comme les seuils d'embolie induisant la mort des arbres.

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Latreille, Anne. "Diversité et adaptation des arbres forestiers : analyse de gradients altitudinaux et de transplantations croisées chez le sapin pectiné." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0012/document.

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Les populations répondent aux variations de l'environnement par une adaptation dans un premier temps plastique puis, à plus long terme, génétique. Cette faculté à évoluer est aujourd'hui confrontée à un changement climatique à la fois très rapide et de grande ampleur. L'étude de 15 provenances de sapin pectiné (Abies alba Mill.) réparties sur trois gradients altitudinaux (~ 900 à 1600 m) nous a permis d'évaluer par des approches de dendroécologie et de génétique quantitative leurs caractéristiques phénotypiques et génétiques ainsi que leur potentiel d’acclimatation et d’adaptation. La croissance radiale de 129 arbres adultes répartis le long des gradients a été analysée. Six traits adaptatifs liés à la croissance, la phénologie et la survie ont été mesurés sur 57 descendances maternelles issues de ces provenances et installées en transplantations réciproques dans neuf jardins communs répartis sur les gradients. Les résultats montrent que (i) la diversité phénotypique des populations est principalement due à l’environnement (i.e. plasticité phénotypique), (ii) l’ensemble des traits mesurés sur les semis sont sous contrôle génétique, (iii) les populations étudiées ne semblent pas avoir été soumises à des sélections différenciées (iv) le sapin est très sensible à la sécheresse estivale, d’autant plus si elle se répète d’une année sur l’autre. L’ensemble de ces résultats suggère que les populations étudiées présentent de bonnes capacités d’adaptation mais qu’à plus ou moins court terme, le sapin pectiné est menacé d’extinction à basse altitude ou en marge sud de son aire de répartition Natural populations respond to environmental variations firstly by plastic behavior, and, in the longer term, by genetic adaptation. Currently, the rapid and widespread climate change is challenging this ability to evolve. We studied 15 provenances of silver fir (Abies alba Mill.) distributed along three altitudinal gradients (~900 to 1600 m). We evaluated their phenotypic and genetic characteristics and their acclimation and adaptation potential, using dendroecological and quantitative genetic approaches. The radial growth of 129 adult trees distributed along the gradients were analyzed. Six adaptive traits related to growth, phenology and survival were measured on 57 maternal families collected from these provenances and planted following a reciprocal transplant experimental design in nine common gardens distributed along the gradients. The results show that (i) the phenotypic diversity of populations is mainly due to the environment (i.e. phenotypic plasticity), (ii) all the traits measured on seedlings are under genetic control, (iii) the studied populations do not appear to have been subjected to differentiated selections, (iv) silver fir is very sensitive to summer drought, especially when it is repeated over years. All these results suggest that studied populations have great adaptive capacities but that in the short term, silver fir is threatened by extinction on the southern or low elevation margins of its range

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Muranty, Hélène. "Valorisation de plans de croisements pour la recherche de qtl chez les arbres forestiers ; exemple d'un diallele merisier." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112108.

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Dans ce travail, la valorisation des plans de croisements pour la recherche de qtl chez les arbres forestiers est etudiee puis appliquee a la definition d'un plan d'experience de recherche de qtl chez le merisier. L'analyse de la variabilite phenotypique dans un plan de croisement diallele chez le merisier montre que la selection sur tests clonaux des clones installes en vergers a graines et des parents des futures generations d'amelioration devrait donner de bons resultats. Les puissances de detection de qtl sont comparees pour des populations obtenues par divers plans de croisements. Les resultats montrent que pour echantillonner correctement la variance a un qtl additif, il faut utiliser une population issue de 4 a 6 parents au minimum, mais obtenue selon n'importe quel plan de croisements. L'interet et la mise en pratique du marquage des extremes dans une population comprenant plusieurs familles sont examines. L'efficacite du marquage des extremes est etudiee pour la detection de qtl affectant le caractere pour lequel les individus extremes sont marques ou un autre caractere. Une methode simple d'analyse des donnees est developpee pour bien prendre en compte la particularite des donnees obtenues par marquage des extremes. En consequence de ces resultats, un plan d'experience pour la recherche de qtl de resistance a l'anthracnose chez le merisier comprenant des descendances issues de 5 parents formant un plan de croisements diallele a ete choisi et les individus extremes de ces descendances seront marques. Finalement, les problemes statistiques lies a la mise en pratique de la selection assistee par marqueurs (sam) chez les arbres forestiers ont ete etudies et l'efficacite economique de la sam a ete evaluee dans le cadre de la selection de clones au sein de familles de pleins-freres. La sam dans ce cadre peut etre plus efficace que la selection phenotypique a moyens egaux, d'autant plus que la population d'amelioration est de taille importante.

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Journé, Valentin. "Influence du climat lors de l'investissement des ressources dans la reproduction chez les arbres forestiers : une approche par modélisation mécaniste." Thesis, Aix-Marseille, 2020. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/200217_JOURNE_229kn950dq423kitgvy940umn_TH.pdf.

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Les changements globaux affectent la répartition des espèces et le fonctionnement des écosystèmes et sont soumises à des dépérissements massifs. Un des autres processus majeurs de la dynamique forestière est la reproduction sexuée, qui permet aux espèces de persister au fil des générations, notamment grâce à l’adaptation et la migration. Mais il reste de nombreuses incertitudes sur l’effet du climat sur la reproduction des arbres, notamment sur quand et comment sont allouées les ressources au pollen et aux graines. L’objectif principal de cette thèse est d’utiliser une approche basée sur la modélisation des ressources et de la phénologie pour comprendre et prédire l’effet du climat sur la reproduction des arbres forestiers. J’ai d’abord étudié les déterminants impliqués dans les variations spatiales et temporelles de fructification. Puis j’ai quantifié l’allocation des ressources entre les fonctions de croissance et de reproduction à l’aide d’un modèle bayésien hiérarchique. Ce modèle, basé sur des mesures de croissances et de reproduction mâle et femelle sur plusieurs années m’a permis d’identifier des compromis lors de l’initiation florale, et l’importance de la quantité de ressources pour assurer la reproduction. Enfin j’ai développé un modèle mécaniste de reproduction, au sein d’un modèle déjà existant de fonctionnement des forêts (CASTANEA). Le modèle de reproduction, fonctionnant de l’initiation florale jusqu’à la maturation des graines, simule les variations spatiales et temporelles de production de graines. Le modèle a été calibré et validé sur le sapin pectiné au Mont-Ventoux et utilisé pour étudier les effets du changement climatique sur la reproduction Global changes affect species distribution and ecosystems functioning due to long term climatic trends and extreme climatic events. Forests are notably subject to massive growth decline and even mortality. One of the major processes of forest dynamics is sexual reproduction, but there are still many uncertainties about the effect of climate on trees reproduction, especially on when and how resources are allocated to pollen and seeds. Reproduction also allows species to persist over generations, through adaptation and migration. The main objective of this thesis is to develop an approach based on resource and phenology modelling, in order to understand and predict climate effects on forest trees reproduction. First, I used statistical model to investigate temporal and spatial variation of fruit production. Second, I quantified the allocation of resources between vegetative versus reproductive functions, with a hierarchical Bayesian model and observation of growth, male and female reproduction over several years. Results allowed us to identify trade-off during floral initiation, and highlighted the importance of resources levels to ensure reproduction. Lastly, I developped a process-based model of reproduction and included it in an existing model of forest functioning (CASTANEA). The reproduction model, which runs from flower initiation to seed maturation, simulates spatial and temporal patterns of seed production. The model was calibrated and validated on silver fir on Mont-Ventoux and used to investigate how climate change will impact fruit production

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Calvaruso, Christophe. "Quantification de l'effet des racines d'arbres et des microorganismes associés sur l'altération des minéraux de sols forestiers : observations en forêt et expérimentations." Nancy 1, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2006_0129_CALVARUSO.pdf.

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L’importance du processus d’altération des minéraux pour la nutrition des arbres en sols forestiers acides est aujourd’hui admise. En revanche, la contribution du facteur biologique dans ce processus reste inconnue. Dans ce contexte, en associant des études et des expérimentations en forêt à des expériences de laboratoire, notre travail a eu pour objectif de quantifier l’effet de la rhizosphère d’arbres forestiers (racines et micro-organismes associés) sur l’altération des minéraux du sol. Nous avons mis en évidence une augmentation de l’altération des minéraux (dissolution et transformation) dans la rhizosphère des arbres en forêt, suggérant un rôle important de ce compartiment dans la dynamique des éléments minéraux et dans l’évolution des sols. Grâce à la caractérisation in vitro du potentiel d’altération de souches microbiennes isolées de sol forestier global et d’ectomycorhizes, nous avons pu montrer une structuration fonctionnelle des communautés bactériennes cultivables, qui suggère une sélection exercée par la symbiose ectomycorhizienne en faveur des souches améliorant la nutrition minérale. Par ailleurs, grâce à un dispositif de culture en colonne que nous avons développé, nous avons démontré lors de différentes interactions plante – bactéries - champignons que racines et bactéries augmentent de manière significative la mobilisation de certains cations (Mg, K, Fe, Cs, Ni), via l’altération d’un minéral test. Ce processus biologique est affecté en présence d’éléments toxiques comme l’uranium. Au vu de l’ensemble de nos résultats, notre travail permet de proposer l’hypothèse que, dans les sols forestiers, la disponibilité en nutriments contrôlerait l’altération biologique par son impact sur l’activité des racines et des microorganismes associés. Ceci suggère une forte plasticité des écosystèmes forestiers dans le domaine de la nutrition, qui pourrait expliquer en partie la durabilité de ces écosystèmes The impact of the mineral weathering process on tree nutrition in acidic forest soils is well known. However, the quantitative effect of different biological factors on this process remains to be clarified. In this context, the aim of the present work was to quantify the impact of the rhizosphere of forest trees (roots and associated microorganisms) on the weathering of soil minerals. In forest, we observed an increase of the weathering of minerals (dissolution and transformation) in the rhizosphere of trees, suggesting an important impact of the tree rhizosphere on the dynamics of minerals as well as on soil evolution. We characterized in vitro the weathering potential of microorganisms which were isolated in forest from bulk soil and ectomycorrhizas. We showed that the ectomycorrhizal symbiosis significantly structures the functional diversity of culturable bacterial communities and selects strains potentially beneficial to tree nutrition. We developed a column experiment to quantify the respective impact of plant, bacteria and fungi on the weathering process. We demonstrated that tree roots and bacteria significantly increase Mg, K, Fe, Cs, Ni mobilisation via the weathering of a reference mineral. This process is altered in the presence of toxic elements such as uranium. Considering the whole of our results, we can propose the following hypothesis: in forest soils, the nutrient bioavailability determines the mineral weathering due to its impact on the root and microorganism activity. This suggests an important plasticity of forest ecosystems towards nutrition, which could partly explain the sustainability of these ecosystems

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Tallieu, Clara. "État sanitaire et croissance radiale des arbres : Analyse spatiale et temporelle des données du réseau systématique de suivi des dommages forestiers." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0185.

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Depuis 30 ans, les mesures annuelles de déficit foliaire des arbres sur la partie française du réseau européen de suivi des dommages forestiers (ICP Forests, niveau 1), constituent la base du suivi de l’état de santé des forêts. Pourtant, l’utilisation du déficit foliaire comme indicateur de l’état de santé de l’arbre est régulièrement remise en cause pour des raisons méthodologiques mais aussi en raison du manque de connaissances sur le déterminisme du déficit foliaire et de son impact fonctionnel sur l’arbre. Dans ce contexte, au travers des notations de déficit foliaire de 9 essences (feuillues et résineuses) réparties sur plus de 300 placettes en France, nous avons 1) décrit et interprété les variations spatiales et interannuelles de déficit foliaire, en plus de 2) discuté de l’utilisation du déficit foliaire comme indicateur de l’état sanitaire des arbres à partir de l’analyse conjointe des variations interannuelles de déficit foliaire et de croissance radiale. L’analyse des variations géographiques du déficit foliaire a montré de multiples relations avec les facteurs édaphiques et climatiques, mais avec un pouvoir explicatif relativement modéré. L’analyse des variations interannuelles de déficit foliaire a permis de confirmer que les facteurs climatiques de l'année précédente contrôlent les variations interannuelles de déficit foliaire. Cependant, comparativement à la croissance radiale, le déficit foliaire présente une réponse au climat moins dynamique et peu cohérente entre arbres d’une même placette. L’analyse conjointe des deux signaux a montré l’existence d’un lien ténu entre la croissance et le déficit foliaire. Nous avons pu mettre en évidence une diminution de la croissance de l’arbre dans le cas de déficit foliaires importants lors d’années d’aléas climatiques extrêmes (sec ou froid). Cependant, l’introduction du déficit foliaire en tant que prédicteur de la croissance radiale n’a eu que peu ou pas d’effet significatif pour le hêtre et le sapin. Enfin, la mise en évidence de l’influence majeure de l’âge sur la notation du déficit foliaire empêche l’interprétation de déficit foliaire brut comme indicateur de la santé de l’arbre For the past 30 years, annual visual assessments of crown condition, on the French part of the transnational monitoring network (ICP Forests, level 1), was essential for monitoring forest health. However, the use of crown condition as an indicator of tree health is regularly questioned for methodological reasons but also because of the lack of knowledge on the determinism of crown condition and its functional impact on the tree. In this context, and through the records of 9 tree species’ crown condition (deciduous and coniferous) spread over more than 300 plots in France, we have 1) described and interpreted the spatial and inter-annual variations of leaf loss, in addition to 2) discussing the use of crown condition as an indicator of tree health status based on the joint analysis of inter-annual variations of leaf loss and radial growth. The analysis of spatial variations in crown condition between plots showed multiple relationships with edaphic and climatic factors, but with relatively moderate explanatory power. The study of inter-annual variations in crown condition confirmed that the climatic factors of the previous year control crown condition of the current year. However, compared to radial growth, crown condition presents a less dynamic and inconsistent response to climate between trees in the same plot. The joint analysis of the two signals showed the existence of a weak link between growth and crown condition. We only observed a decrease in tree growth in the case of important leaf loss during years of extreme climatic hazards (dry or cold). However, the introduction of leaf loss as a predictor of radial growth had little or no significant effect for beech and fir. Finally, the evidence of the major influence of age on leaf loss precludes the interpretation of raw crown condition as an indicator of tree health

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Miquel, Jean-Charles. "Modélisation des effets de la compétition interspécifique et des pratiques sylvicoles sur la croissance de jeunes plants forestiers." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2020. http://www.theses.fr/2020AGPT0003.

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La plantation est un outil intéressant pour mettre en œuvre des stratégies de gestion forestière et constitue également une étape critique du cycle de gestion forestière. Durant cette période, la préparation du site est très souvent employée pour assurer le succès de la plantation en l’allégeant de contraintes telles que la compétition exercée par la végétation accompagnatrice.Les modèles de croissance sont largement utilisés depuis de nombreuses années et sont des outils efficaces pour simuler l’impact des opérations sylvicoles et de la compétition. Toutefois, il n’existe actuellement en France aucun modèle de croissance des arbres permettant d'évaluer ou de comparer les opérations sylvicoles réalisées au cours des jeunes stades, même pour des essences commerciales cultivées couramment. La plupart d'entre eux sont des modèles phénoménologiques décrivant les variables dendrométriques en fonction des caractéristiques techniques des opérations sylvicoles réalisées. Ces modèles produisent généralement des prédictions robustes mais difficilement extrapolable en dehors de leurs conditions d’application. D’autres modèles, dit fonctionnels, se basent sur les processus écophysiologique afin d'estimer la croissance des semis mais nécessitent cependant d’un nombre de paramètres qui peuvent être difficiles à obtenir et, en outre, produisent des prévisions de croissance des arbres qui ne sont pas toujours solides. Des modèles hybrides qui mêlent méthodes de mensuration et méthodes écophysiologique sont une approche prometteuse qui permet d'utiliser des relations fonctionnelles exprimant la croissance des arbres tout en obtenant une prédiction robuste de la croissance.La fougère aigle (Pteridium aquilinum L. Kuhn) est l'une des espèces problématiques pour le succès des jeunes plantations. Elle réagit rapidement à l’ouverture de la canopée et se révèle très compétitrice pour les ressources du milieu (notamment l'eau et lumière), pouvant ainsi retarder le développement des jeunes arbres pendant plusieurs années Planting is an interesting tool for implementing forest management strategies and is also a critical step in the forest management cycle. During this period, site preparation is very often used to ensure the success of the plantation by alleviating constraints such as competition from accompanying vegetation.Growth models have been widely used for many years and are effective tools for simulating the impact of silvicultural operations and competition. However, there is currently no tree growth model in France to assess or compare silvicultural operations carried out during young stages, even for commonly cultivated commercial species. Most of them are phenomenological models describing the dendrometric variables as a function of the technical characteristics of the silvicultural operations carried out. These models generally produce robust predictions that are difficult to extrapolate outside of their application conditions. Other models, said to be functional, are based on ecophysiological processes in order to estimate the growth of the seedlings but however require a number of parameters which can be difficult to obtain and, in addition, produce tree growth forecasts which are not always accurate. Hybrid models that combine measurement methods and ecophysiological methods are a promising approach that allows the use of functional relationships expressing tree growth while obtaining a robust prediction of growth.The eagle fern (Pteridium aquilinum L. Kuhn) is one of the problematic species for the success of young plantions. It reacts quickly to the opening of the canopy and is very competitive for the resources of the environment (especially water and light), thus being able to delay the development of young trees for several years

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Robert, Audrey. "Modélisation de l'effet de la topographie sur la dynamique et la structure de peuplements forestiers hétérogènes." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10199.

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L'étude de l'effet de la variabilité environnementale sur la dynamique et la structure des écosystèmes forestiers permet une meilleure compréhension de leur fonctionnement. La topographie est une source d'hétérogénéité importante car elle agit sur les principaux facteurs limitant des communautés forestières (eau, nutriments, lumière). Notamment, l'augmentation de la pente crée une anisotropie de la ressource lumineuse au niveau des couronnes par le biais de l'étagement des arbres. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'effet de cette anisotropie sur les caractéristiques du peuplement. Des observations de terrain, issues de la littérature ou d'analyses que j'ai menées sur les données d'une forêt tropicale d'Inde, mettent en évidence certaines variations de dynamique et de structure forestière avec la variation de la pente. Cependant l'interprétation de l'effet de l'anisotropie lumineuse sur ces résultats reste difficile compte tenu de l'action d'autres facteurs également modifiés par la variation de la pente. J'ai donc utilisé un modèle informatique, arbre dépendant des distances, afin d'explorer qualitativement l'effet de la variation de la pente sur la dynamique et la structure de la forêt, par le biais de la compétition pour la lumière. Les interactions compétitives entre voisins ont lieu au niveau des couronnes et sont illustrées par un indice synthétique qui dépend en partie de l'altitude des arbres. Deux types de mortalité sont considérés : une mortalité sur pied, dépendante de la densité, et une mortalité par chablis, dépendante de la pente. Le modèle a permis d'analyser la part des observations de terrain imputables à l'effet de la pente sur la compétition pour la lumière. Il a également montré l'évolution avec la pente de caractéristiques difficilement testables dans la réalité. Enfin, il a mis en évidence l'importance de la présence de perturbations locales et d'arbres asymétriques sur l'expression des effets de la pente sur le peuplement.

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Bonnesoeur, Vivien. "Acclimatation des arbres forestiers au vent : de la perception du vent à ses conséquences sur la croissance et le dimensionnement des tiges." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2016. http://www.theses.fr/2016AGPT0023.

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Les tempêtes sont de loin la première cause de dégâts pour les arbres. Toutefois ceux-ci ne font pas que subir passivement le vent. Ils perçoivent leurs propres déformations sous l'effet du vent (comme de toute force externe) et y répondent en modifiant leur croissance et les propriétés mécaniques de leurs tissus. Mais ce processus, appelé thigmomorphogénèse, a surtout été étudié sur de très jeunes arbres en conditions contrôlées. Cette thèse vise à étendre pour la première fois cette étude à l'échelle d'un peuplement forestier afin de comprendre comment des arbres adultes s'acclimatent au vent en conditions naturelles en adaptant leur croissance. Elle s'appuie sur un dispositif expérimental mis en place dans un peuplement régulier de hêtre (Fagus sylvatica) non éclairci. La vitesse du vent, les déformations longitudinales et la croissance radiale de quinze paires d'arbres de dimension et d'exposition au vent contrastées (et regroupés selon leur statut social dominant ou dominé) ont été suivies pendant une année. En contrôlant l'intensité des déformations subies, par haubanage ou à l'aide de flexions artificielles, nous avons pu démontrer que les arbres ne répondent qu'à des stimulations mécaniques provoquées par des vents suffisamment forts ayant un temps de retour supérieur à la semaine. Cette réponse se traduit par contre par une très forte augmentation de leur croissance radiale et suit une loi de mécano-perception commune à l'ensemble des arbres, quelle que soit leur taille. Nous avons ensuite étudié les conséquences de la régulation des déformations sur le dimensionnement mécanique des arbres et leur risque d’endommagement. Il s'avère que malgré des dimensions et des expositions au vent contrastées, le régime de déformation reste uniforme entre les hêtres du peuplement, en accord avec l'hypothèse d'un dimensionnement mécanique optimal souvent inférée mais jamais validée dans son mécanisme. Finalement, les équations constitutives d'un possible modèle de croissance dépendant du vent sont proposées et discutées Storms are by far the major hazard damaging the trees. However, trees do not just behave passively in the wind. They sense their own strains under the influence of an external force such as wind andrespond by modifying their growth and the mechanical properties of their tissues. But this process, called thigmomorphogenesis, has mainly been studied in very young trees in controlled conditions. This thesis aims to expand for the first time such studies at the scale of a forest stand in order to understand how adult trees acclimate to the wind in natural conditions by adapting their growth. It relies on an experimental set up in a regular stand of beech (Fagus sylvatica) which have never be thinned. The wind speed, the longitudinal strains and the radial growth of fifteen pairs of trees with contrasted sizes and wind exposures (split into two social status, dominant and suppressed trees) were monitored for one year. By controlling the strain intensity experienced by the trees, either by guying or by additional bendings, we show that the trees respond only to mechanical stimulation caused by rather strong winds with a return period higher than a week. This response leads however to a very strong increase in radial growth. And it follows a law of mecano-sensing uniform among the trees, regardless of their sizes. We then studied the effects of the strain regulation on the mechanical design of the trees and the potential risk of stem breakage. Despite the contrasted sizes and wind exposures, the strain regime remained uniform within the beech stand, in agreement with the hypothesis of an optimal mechanical design often inferred but never validated in its mechanism. Finally, the constitutive equations of a possible growth model dependent on wind are proposed and discussed

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Chaubert, Florence. "Combinaisons markoviennes et semi-markoviennes de modèles de régression : application à la croissance d'arbres forestiers." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20117.

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Ce travail est consacré à l'étude des combinaisons markoviennes et semi-markoviennes de modèles de régression, i. E. Des mélanges finis de modèles de régression avec dépendances (semi-)markoviennes. Cette famille de modèles statistiques permet l'analyse de données structurées en phases successives asynchrones entre individus, influencées par des covariables pouvant varier dans le temps et présentant une hétérogénéité inter-individuelle. L'algorithme d'inférence proposé pour les combinaisons (semi-)markoviennes de modèles linéaires généralisés est un algorithme du gradient EM. Pour les combinaisons (semi-)markoviennes de modèles linéaires mixtes, nous proposons des algorithmes de type MCEM où l'étape E se décompose en deux étapes de restauration conditionnelle: une pour les séquences d'états sachant les effets aléatoires (et les données observées) et une pour les effets aléatoires sachant les séquences d'états (et les données observées). Différentes méthodes de restauration conditionnelle sont présentées. Nous étudions deux types d'effets aléatoires: des effets aléatoires individuels et des effets aléatoires temporels. L'intérêt de cette famille de modèles est illustré par l'analyse de la croissance d'arbres forestiers en fonctions de facteurs climatiques. Ces modèles nous permettent d'identifier et de caractériser les trois principales composantes de la croissance (la composante ontogénique, la composante environnementale et la composante individuelle). Nous montrons que le poids de chaque composante varie en fonction de l'espèce et des interventions sylvicoles This work focuses on Markov and semi-Markov switching regression models, i. E. Finite mixtures of regression models with (semi-)Markovian dependencies. These statistical models enable to analyse data structured as a succession of stationary phases that are asynchronous between individuals, influenced by time-varying covariates and which present inter-individual heterogeneity. The proposed inference algorithm for (semi-)Markov switching generalized linear models is a gradient EM algorithm. For (semi-)Markov switching linear mixed models, we propose MCEM-like algorithms whose E-step decomposes into two conditional restoration steps: one for the random effects given the state sequences (and the observed data) and one for the state sequences given the random effects (and the observed data). Various conditional restoration steps are presented. We study two types of random effects: individual-wise random effects and environmental random effects. The relevance of these models is illustrated by the analysis of forest tree growth influenced by climatic covariates. These models allow us to identify and characterize the three main growth components (ontogenetic component, environmental component and individual component). We show that the weight of each component varies according to species and silvicultural interventions

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Ibrahim, Tharwat. "Dendrologie et fonctionnement hydrique de jeunes plants forestiers en relation avec la lumière et la sécheresse édaphique." Nancy 1, 2006. http://www.theses.fr/2006NAN10094.

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Ce travail avait pour premier objectif d'analyser les relations hydriques de semis de cinq espèces forestières (Fagus sylvatica, Betula verrucosa, Quercus petraea, Quercus pédonculé et acer pseudoplatanus) en liaison avec la lumière. A l‘aide d'un méthode hydraulique (conductimètre) nous avons mesuré la perte de conductivité PLC dans les rameaux (âgés 2ans) latéraux de ces semis. De nettes différences entre espèces et les traitements ont été obtenues. Nous avons observé un gradient de PLC dans les branches. Ce gradient est corrélé avec l'éclairement reçu par les branches au cours de leur croissance. En tout cas, les plants d'ombre présentent une vulnérabilité plus forte que ceux de pleine lumière avec des différences entre Psi (potentiel induit 50% d'embolie) d'environ 1MPa pour les traitements extrêmes, et avec une vulnérabilité plus élevée pour le bouleau que pour les autres espèces. Ainsi nous avons trouvé que la structure anatomique du xylème (surface, diamètre et densité des vaisseaux) a été modulée par le climat lumineux. Les rameaux des plants de lumière présentent des vaisseaux de diamètre ou surface plus élevé que les plants d'ombre, et une plus forte densité de ces vaisseaux. Le chêne présente les vaisseaux les plus larges et corrélativement la densité de vaisseaux les plus faibles. . . This work had as first objective the analysis of water relations of five forest species (Fagus sylvatica, Betula verrucosa, Quercus petraea, Quercus péd onculé et acer pseudoplatanus) in relation with the irradiance. We used a conductmetre (the hydraulic methods) to measure the loss of the conductivity PLC in the side-branches (2years) for these different species. Clear differences observed between species and treatments. This gradient is strongly correlated with irradiance that branches received during the growth. Vulnerability curves for the four studied species are presented figure. We noticed a higher vulnerability for birch. The shape of the curves for the other species were very close. In each case, seedlings grown under shade presented an higher vulnerability than full light. Differences were highly significant. Differences between Psi 50% for extreme treatments (full light and deep shade) could reach 1 MPa. Xylem anatomy presents for all the studied species a high dependence with irradiance. The Oak presented the largest vessels and the weakest vessel densities globally. The impact of the luminous climate was very clean, with a gradual reduction of the diameter and the density of vessels in weak light with a clean reduction of the diameter and the density of vessels in all species. . . .

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Louche, Julien. "Régulation de la sécretion des phosphatases acides des champignons ectomycorhiziens et mobilisation de phosphore organique dans la rhizosphère des arbres forestiers : approches biochimiques et moléculaires." Montpellier SupAgro, 2009. http://www.theses.fr/2009NSAM0026.

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En culture pure, certains champignons ectomycorhiziens sont capables de sécréter de grandes quantités de phosphatase acide (AcPase). L’hypothèse centrale de ce travail est que ces enzymes joueraient un rôle déterminant dans la mobilisation de P organique (Po) des sols forestiers. Pour étudier cette hypothèse nous avons utilisé le basidiomycète ectomycorhizien modèle Hebeloma cylindrosporum, reconnu pour sa forte capacité de sécrétion d’AcPase in vitro. La séparation des protéines sécrétées dans le milieu de culture par une résine échangeuse de cations a permis l’identification de quatre fractions d’activité phosphatase. Les AcPases contenues dans ces fractions ont libéré du P inorganique (Pi) à partir de Po extrait d’un podzol acide. Les vitesses d’hydrolyse sont accélérées quand le sol est préalablement autoclavé, suggérant que les pools de Po microbiens libérés par l’autoclavage seraient un meilleur substrat pour les AcPases de H. Cylindrosporum. Un gène codant pour une AcPase, nommé HcPhoA, a été identifié dans une banque d’ADNc de H. Cylindrosporum. L’expression de HcPhoA est fortement augmentée dans le mycélium en culture pure en réponse à la déficience en Pi, indiquant que la production de HcPhoA est régulée au niveau transcriptionnel. Cependant, la transcription de HcPhoA survient après celle de HcPT1, qui code un transporteur H+:Pi. La mycorhization du Pin maritime par H. Cylindrosporum a augmenté la croissance et le prélèvement net de P des plantes Some ectomycorrhizal fungi are able to release appreciable amounts of acid phosphatase (AcPase) when grown in pure culture. The main hypothesis of this work is that these enzymes would play an important role in organic P (Po) mobilisation of forest soils. To study this hypothesis, we used the model ectomycorrhizal fungus, Hebeloma cylindrosporum, already known for its great capability to release AcPase in vitro. The separation of secreted proteins in the culture medium with a cation exchange resin made it possible to identify four AcPase fractions. AcPases from each fraction released inorganic P (Pi) from Po extracted in acidic podzol. The rates of Pi release were increased when the soil was previously autoclaved, suggesting that pools of microbial Po released after soil autoclaving could be a better substrate for H. Cylindrosporum AcPases. A gene coding for an AcPase, named HcPhoA, was identified from a cDNA library of H. Cylindrosporum. Expression level of HcPhoA was strongly increased in the mycelium grown in pure culture as a response to Pi deficiency, indicating that the regulation HcPhoA production was transcriptional. However, HcPhoAexpression level increased after that of HcPT1 coding for a H+:Pi transporter. The mycorrhizal association between H. Cylindrosporum and maritime pine increased plant growth and net Paccumulation from an acidic podzol low in Pi. The increase of HcPhoA in ectomycorrhizae could indicate a role of HcPhoA in the mineralisation of soil Po for the host plant

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Lucot, Eric. "Influence des caracteristiques de la pierrosite des sols sur la prospection racinaire et l'alimentation hydrique des arbres. Application a l'estimation de la valeur des sols forestiers." Besançon, 1994. http://www.theses.fr/1994BESA2011.

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Le present travail a pour but de quantifier les difficultes de developpement des racines des arbres, en l'occurence le chene (quercus sp. ) et le sapin (abies alba) dans les milieux a forte pierrosite. Le comportement du systeme racinaire des deux especes a ete etudie en conditions ideales et dans des sols caillouteux. La distribution des racines a ete mise en relation avec des parametres caracterisant les cailloux: profondeur, dimensions, forme et volume. Des seuils de pierrosite ont ete calcules, entre lesquels la densite racinaire varie en fonction des caracteristiques des cailloux. Les conditions de pierrosite etudiees sur le terrain ont ete reproduites experimentalement afin de verifier les reactions observees. La biomasse des compartiments aeriens et racinaires est directement liee aux parametres de la pierrosite que sont, par ordre d'importance croissante: la profondeur d'apparition, le volume, la taille et la forme des cailloux. La colonisation racinaire a ete mise en relation avec l'alimentation hydrique de chenes adultes. Le potentiel hydrique du xylene est lie a la distribution des racines et au volume de sol prospecte qui en resulte. La part respective des deux portions du systeme racinaire de surface et de profondeur dans l'alimentation hydrique d'un arbre varie en fonction de la demande atmospherique et de la disponibilite de l'eau du sol. Il est resulte de la synthese de ces donnees un tableau simplifie de calcul de l'indice de pierrosite, appele , qui permet l'evaluation de la contrainte due aux cailloux pour les arbres forestiers et qui s'integre au sigle bruckert de designation morpho-edaphique des sols

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Wagner, Fabien. "La réponse des forêts tropicales humides aux variations climatiques : évolution de la structure et de la dynamique des peuplements forestiers guyanais." Thesis, Antilles-Guyane, 2011. http://www.theses.fr/2011AGUY0481/document.

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L'importance des forêts tropicales dans le cycle du carbone à l'échelle planétaire est majeure, tant en terme de stock qu’en terme de flux de CO2. Plusieurs études mettent en évidence des changements au sein des forêts tropicales au cours des 20 dernières années, notamment des changements de la dynamique forestière et une augmentation de la biomasse aérienne. Les déterminants de ces variations sont aujourd’hui discutés et nous proposons ici d’apporter une contribution à ce débat. Les données utilisées dans ce travail proviennent du dispositif de suivi forestier à long terme de Paracou, Guyane Française, mis en place en 1984 et qui recouvre plus de 120 ha de forêt tropicale humide. Les données météorologiques proviennent de la tour à flux du dispositif, Guyaflux. Les mesures de diamètre proviennent de la base Guyafor pour les données annuelles et bisannuelles, et des mesures de 260 arbres à proximité de la tour à flux pour les mesures diamétriques intra-annuelles.Cette thèse se divise en deux grandes parties. La première concerne l’analyse de la biomasse du dispositif de suivi forestier de Paracou en Guyane et l’implication des changements de structure de cette forêt sur le bilan de carbone. Cette partie est constituée de deux points. (i) Quelles échelles temporelles et spatiales sont pertinentes pour analyser les composantes de structure (biomasse, aire basale et nombre de tiges) et de dynamique (croissance, recrutement et mortalité) des forêts tropicales afin de minimiser les effets d’échantillonnage ? Nous avons établi une méthodologie permettant de relier les intervalles de temps et la surface de mesure aux coefficients de variation de chacune des variables de structure et de dynamique de la forêt. (ii) Quels processus démographiques sont prépondérants dans l’explication des variations de biomasse et comment se redistribue la biomasse accumulée dans le système ? L’augmentation de la biomasse observée sur le dispositif de Paracou serait liée à la rareté des évènements de mortalité des gros arbres qui portent une part très importante de la biomasse.La deuxième partie de la thèse concerne l’analyse de l’effet du climat à moyen terme, inter et intra-annuel, et les effets directs du climat dans les changements de dynamique de la forêt. Cette partie se divise en 3 points. (i) Comment quantifier le stress hydrique en forêt tropicale humide ? Nous avons réalisé un modèle journalier de réserve en eau du sol pour les arbres en forêt tropicale. (ii) Quelles variables sont explicatives de la croissance des arbres en forêt guyanaise ? Nous avons montré que l’eau dans le sol est le facteur le plus explicatif du déterminisme climatique parmi un panel de variables climatiques. (iii) Quels traits fonctionnels sont prédicteurs de la réponse des arbres aux variations climatique ? Nous avons déterminé que des traits spécifiques, densité du bois et la hauteur maximale, ainsi que le diamètre de l'arbre au moment de la mesure, modulent la croissance des arbres en réponse au climat At a global scale tropical forest play a major role in term of carbon stock as well as in term of CO2 fluxes. Several studies have highlighted changes in tropical forest functioning during the last 20 years including a faster turnover and an increase of above ground biomass. The drivers of these changes are discussed and throughout this thesis we propose to contribute to this debate. We use the data from the Paracou experimental site in French Guiana established in 1984 on 120 hectares of moist tropical forest. Meteorological data come from the flux tower of the site, Guyaflux. We use annual and bisannual diameter measurements from the Guyafor database, and intra-annual diameter increments from the measurements of 260 trees near the flux tower.This thesis has two main parts. In the first part we present the biomass analysis of the Paracou permanent plots and the impact of structural changes in this forest on the carbon budget. The first part is constituted by two points. (i) Which temporal and spatial scale used to analyze the structure (biomass, basal area and stem density) and dynamics (tree growth, recruitment and mortality)components of tropical forest in order to minimized sample bias ? We establish a simple method to rely measurement interval between census and surface of measurement to the coefficient of variation of forests structure and dynamic components (ii) Which demographic process are involved in the explanation of biomass variation and how the biomass is distributed in the system ? The observed increase of biomass at Paracou could be link to the rarity of big trees mortality events. These big trees represent the larger part of the biomass. In the second part, we present the analysis of intra and inter-annual climate variation effects on forest dynamic changes. This part is divided in two points. (i) How to model drought stress in moist tropical forest ? We built a daily water balance model for tropical trees. (ii) Which climate variables explain the tree growth in guianian forests? We shown that soil water availability is the determinant factor of tree growth among a panel of climate variables. (iii) Which functional traits are involved in the tropical tree growth responses to climate? In this analysis, we determined that wood specific gravity, maximum tree height and tree diameter modulate the tree growth response to climate variations

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Madelaine-Antin, Cécile. "Dynamique des peuplements forestiers tropicaux hétérogènes : variabilité inter et intraspécifique de la croissance des arbres et trajectoires de développement en forêt dense humide sempervirente, dans les Ghâts occidentaux de l'Inde." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00454610.

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Une analyse de la dynamique forestière et de la croissance des arbres d'une forêt sempervirente des Ghâts occidentaux de l'Inde (dispositif d'étude permanent d'Uppangala) est réalisée, à partir des données de suivis annuels de croissance radiale effectués entre 1990 et 2008 sur plus de 3500 arbres, et de mesures dendrométriques complémentaires (hauteur totale et dimensions de couronne) réalisées ponctuellement. Associée à l'analyse des paramètres démographiques (mortalité et recrutement), l'analyse de la croissance, abordée sous différents aspects (ajustement des croissances radiales moyenne et potentielle, analyse de séries longitudinales de croissance radiale, ajustement d'allométries), permet de caractériser les stratégies de croissance des espèces en fonction de la strate occupée par l'arbre adulte (sous-bois, sous-canopée, canopée, strate émergente). Les cinq espèces principales étudiées présentent des différences significatives aussi bien en termes de démographie que de croissance radiale moyenne et potentielle ; d'allocation préférentielle de la biomasse entre les différentes parties de l'arbre ; de « plasticité » morphologique et de rythmes supra-annuels (et saisonniers) de croissance radiale. D'autre part, les analyses mettent en évidence une forte variabilité intra-spécifique de la croissance radiale, de l'allocation préférentielle de la biomasse entre les différentes parties de l'arbre et des rythmes de croissance. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives en modélisation de la dynamique des communautés forestières, pour l'exploration par simulations du rôle des stratégies de croissance dans la coexistence des espèces en peuplement forestier hétérogène.

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Madelaine, Antin Cécile. "Dynamique des peuplements forestiers tropicaux hétérogènes : variabilité inter et intraspécifique de la croissance des arbres et trajectoires de développement en forêt dense humide sempervirente, dans les Ghâts occidentaux de l'Inde." Montpellier SupAgro, 2009. http://www.theses.fr/2009NSAM0034.

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Une analyse de la dynamique forestière et de la croissance des arbres d’une forêt sempervirente des Ghâts occidentaux de l’Inde (dispositif d’étude permanent d’Uppangala) est réalisée, à partir des données de suivis annuels de croissance radiale effectués entre 1990 et 2008 sur plus de 3500 arbres, et de mesures dendrométriques complémentaires (hauteur totale et dimensions de couronne) réalisées ponctuellement. Associée à l’analyse des paramètres démographiques (mortalité et recrutement), l’analyse de la croissance, abordée sous différents aspects (ajustement des croissances radiales moyenne et potentielle, analyse de séries longitudinales de croissance radiale, ajustement d’allométries), permet de caractériser les stratégies de croissance des espèces en fonction de la strate occupée par l’arbre adulte (sous-bois, sous-canopée, canopée, strate émergente). Les cinq espèces principales étudiées présentent des différences significatives aussi bien en termes de démographie que de croissance radiale moyenne et potentielle ; d’allocation préférentielle de la biomasse entre les différentes parties de l’arbre ; de « plasticité » morphologique et de rythmes supra-annuels (et saisonniers) de croissance radiale. D’autre part, les analyses mettent en évidence une forte variabilité intra-spécifique de la croissance radiale, de l’allocation préférentielle de la biomasse entre les différentes parties de l’arbre et des rythmes de croissance. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives en modélisation de la dynamique des communautés forestières, pour l’exploration par simulations du rôle des stratégies de croissance dans la coexistence des espèces en peuplement forestier hétérogène

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Ridolfi, Michèle. "Fonctionnement stomatique d'arbres forestiers en situation de carence calcique, et dans le cas d'une insensibilité à l'acide abscissique : conséquences pour l'assimilation de carbone." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10420.

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Populus Koreana x trichocarpa présente des stomates insensibles à l'acide abscissique malgre la synthèse effective de l'hormone. Une sécheresse édaphique a provoqué un gradient de fermeture stomatique le long de la tige. Une fermeture complète des stomates n'a été obtenue que pour les feuilles en expansion. Une augmentation expérimentale de la concentration en calcium apoplastique a permis la fermeture des stomates de ces jeunes feuilles, mimant l'effet de la sécheresse. La régulation stomatique de ce peuplier en condition hydrique limitante est donc acide abscissique indépendante mais pourrait faire intervenir les ions calcium. La limitation de la transpiration de la plante etait realisée par une abscission précoce des feuilles développées. Pour les feuilles matures, la fermeture partielle des stomates durant la sécheresse était accompagnée d'une réduction de l'assimilation nette en dioxyde de carbone. La réduction du dégagement photosynthètique d'oxygéne en condition de dioxyde de carbone saturant, et la stabilité de la concentration en dioxyde de carbone dans les chloroplastes plaident pour une limitation non stomatique de la photosynthèse durant la sécheresse. Les effets d'une carence calcique ont été etudiés sur des plants de Quercus robur et Fagus sylvatica. La carence calcique n'a pas affecté le mouvement de fermeture stomatique induit par l'obscurité ou l'acide abscissique. Les conductances stomatiques enregistrées à la lumiére étaient réduites, pouvant provenir d'une moindre synthèse en osmoticum organiques. La réduction de l'assimilation nette en dioxyde de carbone pour les feuilles carencées était accompagnée d'une diminution de la disponibilité en dioxyde de carbone dans les chloroplastes, mais pas dans les espaces sous stomatiques. Une augmentation des résistances mesophylliennes à la diffusion du dioxyde de carbone pourrait expliquer cette observation

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Charbonnier, Yohan. "Relations entre diversité des habitats forestiers et communautés de chiroptères à différentes échelles spatiales en Europe : implications pour leur conservation et le maintien de leur fonction de prédation." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0277/document.

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Les chiroptères sont reconnus comme de potentiels régulateurs des populations d’insectes. Ce sont aussi les mammifères européens pour lesquels les enjeux de conservation sont les plus importants. Ils trouvent dans les forêts des habitats favorables qui sont cependant menacés par les changements climatiques et la fragmentation. Il convient donc de mieux comprendre lesrelations entre les communautés de chiroptères, leurs habitats et leurs proies en forêt. L'objectif de cette thèse est de quantifier les effets, à différentes échelles spatiales, desprincipales composantes de l’habitat forestier sur l’activité, la richesse spécifique, la diversité fonctionnelle et la composition des communautés de chiroptères européens. Les résultats reposent sur des données collectées grâce à des protocoles expérimentaux en Aquitaine et dans les six pays du réseau de placettes forestières organisé par le projet FunDivEurope. De la parcelle au continent, l'accroissement de la diversité des essences forestières, de la proportion de feuillus et du bois mort, en augmentant les ressources en proies et en gîtes, ont des effets positifs sur les communautés de chiroptères. Ces effets, non stationnaires, se renforcent vers le nord avec la rigueur du climat. Nous confirmons également que les chiroptères forestiers, par leur réponse numérique et fonctionnelle aux densités de proie, peuvent limiter la démographie d’un insecte défoliateur. Des mesures de gestion, visant le renforcement des structures-clés des habitats forestiers, sont proposées pour favoriser la conservation des communautés de chiroptères et leur capacité de régulation des insectes ravageurs Insectivorous bats are increasingly recognized as potential regulators of pest insect populations.They also represent the group of European mammals with the most unfavorable conservation status. Forests are key habitats for many bat species but are currently under threat from climate change and fragmentation. It is therefore urgent to better understand the relationships between the bats, their prey and their habitats in forests. Our main objective was to quantify the effects, at multiple spatial scales, of the main attributes of forest habitats on the activity, species richness, functional diversity and composition of European bat communities. They were studied using manipulative experiments in Aquitaine plantation forests and automatic recordings in the network of exploratory plots set up in six European countries by the FunDivEurope project. From the plot to the continent scale, increasing tree diversity, amount of broad leaved trees and dead wood, had positive effects on bat communities through an increase in prey and roost resources. However these effects were not stationary, being stronger at higher latitudes, probably due to lower habitat carrying capacity in relation to harsher climatic conditions. In addition we experimentally demonstrated that the numerical and functional responses of bats to prey density could result in effective regulation of pine processionary moth populations. Forest management strategies aim at enhancing key habitat structures, are eventually proposed in order to improve the conservation of bats and to increase the service of pest regulation they can provide

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Fonty, Emile. "Étude de l'écologie du Spirotropis longifolia DC Baill. (Leguminosae-Papilionoideae) : Espèce monodominante dans les forêts de Guyane française." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20210/document.

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Pour de nombreux écologistes, les forêts tropicales sont synonymes de richesse et de diversité spécifique ; aussi l'existence de forêts monodominantes, à savoir de forêt dominée par une seule espèce, reste un formidable énigme. Nous présentons ici la première étude de l'autécologie d'une nouvelle espèce monodominante : Spirotropis longifolia (DC) Baill. (Leguminosae-Papilionoideae) se développant en Guyane française. La monodominance du S. longifolia est très importante, ce dernier pouvant représenter jusqu'à 70% du peuplement. Par ailleurs, le cortège floristique associé à cette espèce diffère largement de celui de la forêt adjacente, très diversifiée. La monodominance du S. longifolia ne peut être expliquée ni par des conditions pédologiques particulières ni par l'absence de compétiteur dans ses peuplements. Nous suggérons en revanche que ses étonnantes capacités à réitérer et à marcotter lui permettent d'installer de maintenir sa monodominance. Nous avons de plus développé un jeu de marqueurs microsatellites et constitué une banque de gènes au cours d'une importante campagne de terrain. Nous proposons une nouvelle classification de la monodominance afin de mieux appréhender les processus écologiques qui lui sont associés, et y replaçons le S. longifolia. Enfin, nous mettons en perspective nos résultats avec la gestion des peuplements naturels Large expanses of forest dominated by a single tree species, i.e. monodominant forests, occur through the tropics and remain an long-standing conundrum to most ecologists. In French Guiana, we described a new monodominant tree species: Spirotropis longifolia (DC) Baill. (Leguminosae-Papilionoideae), and studied, for the first time, its autecology. We reported a strong monodominant feature (up to 70 % of stems >10 cm in d.b.h.) and a marked difference between floristic composition of the dominated and adjacent, highly diverse, stands. The monodominance of S. longifolia was supported neither by peculiar soil conditions nor by a lack of competitors but may be owned to its astonishing self-coppicing and layering abilities which induce a sharp spatial structure. We also developed a set of microsatellite markers and conduct a large field survey to built up a gene data base. Facing the variety of ecological processes involved in monodominance, we identified a lack of conceptual framework, set a new classification of monodominance and positioned S. longifolia within. We finally discuss these results in the frame of the forest management

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Petucco, Claudio. "Forest health economics : Management of forest pests and pathogens in conditions of global change." Thesis, Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France, 2017. http://www.theses.fr/2017IAVF0007.

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Au cours des dernières décennies, la détérioration de la santé des forêts a entraîné des épidémies fréquentes des ravageurs et pathogènes. Ces phénomènes menacent la capacité des forêts à fournir des biens et services écosystémiques à la société. Il est donc nécessaire de maintenir la santé des arbres et de réduire les effets des parasites et des agents pathogènes. Cette thèse considère trois problèmes de gestion du point de vue économique : l'invasion actuelle, l'invasion attendue d'un agent pathogène, et les attaques d'un parasite endémique. À partir de ces trois problèmes de gestion, la thèse vise à évaluer les impacts des ravageurs et des pathogènes forestiers et à informer sur la manière dont les ressources peuvent être réparties de façon optimale pour assurer la fourniture de biens et de services par la forêt à long terme.Les invasions biotiques ont un impact sur les prix des produits du bois du fait des chocs d'approvisionnement qui, à leur tour, influencent les choix de gestion forestière. Ceci permet d'introduire des effets de réaction entre les dynamiques écologiques et de marché. Le premier article vise à évaluer ces impacts en combinant un modèle d’équilibre partiel avec des modèles de diffusion spatiale et de mortalité, calibrés pour représenter le dépérissement du Frêne en France (causé par le pathogène Hymenoscyphus fraxineus). Les résultats montrent que les impacts dépendent généralement de la distribution des ressources, de la propagation du pathogène et de la structure du marché. On observe que les choix d’adaptation des gestionnaires forestiers (c'est-à-dire les choix de régénération et de récolte) sont une composante non négligeable de la perte de volume totale.Le deuxième article est axé sur la surveillance et le contrôle d’une invasion attendue. La surveillance et la détection précoce des espèces envahissantes sont importantes pour atténuer les dommages et réduire les coûts de contrôle. Dans le cas où plusieurs propriétaires sont concernés, l’effort de surveillance des propriétaires plus proches du point d'introduction n’est pas optimal, car il ne prend pas en compte les effets négatifs de l'invasion dans les propriétés voisines. Grâce à un jeu différentiel, combiné à un modèle épidémiologique, nous avons calculé la solution non coopérative et coopérative. Nous avons conçu un paiement monétaire pour soutenir la coopération en fonction d'une décomposition intertemporelle du système de négociation de Nash. Les résultats nous montrent que ce paiement garantit que l’accord entre les deux propriétaires est crédible et incitatif. Le modèle est calibré pour l’éventuelle invasion du nématode du pin (Bursaphelenchus xylophilus) dans le Massif Landais.L'objectif principal du troisième article est d'adapter la gestion forestière aux perturbations biotiques et abiotiques. On combine le modèle classique de Faustmann avec un modèle dynamique de population de ravageurs et un modèle de tempête pour calculer l'âge de coupe optimale et le bénéfice actualisé en séquence infinie (BASI) pour différents scénarios de perturbations. Le modèle est appliqué aux dégâts de la chenille processionnaire du pin (Thaumetopoea pityocampa) dans les Landes. Nos résultats ont montré que les tempêtes ont tendance à réduire l'âge optimal de la récolte, alors que le parasite tend à l'augmenter. Les éclaircies augmentent la rentabilité et constituent une stratégie de couverture efficace contre les deux risques. Dans le troisième article, nous avons introduit une règle de décision cut-or-keep pour modéliser le problème du propriétaire forestier après une tempête. Ces implications en termes de gestion sont étudiées plus en détail dans le quatrième article. Notre règle de décision conduit à des gains plus élevés (dans environ 75% des cas) qu’en suivant la règle, généralement utilisée en économie, qui consiste à couper et à replanter les arbres survivants indépendamment du niveau de dégâts In recent decades, the deterioration of forest health resulted in frequent pests’ outbreaks and the diffuse pathogens’ presence. These phenomena threaten forests’ ability to supply ecosystem goods and services to the society. It is therefore necessary to maintain tree health and reduce pest’s and pathogen’s impacts. This thesis approaches three management problems from an economic perspective such as the current invasion and the incumbent invasion of a forest pathogen as well as the outbreaks of a native pest. Starting from these three pest and pathogen management problems, the thesis aims at assessing the impacts of forest pests and pathogens and, secondly, informing how resources can be optimally allocated for assuring the long-term provision of good and services.Pest and pathogens invasions have an impact on the prices of wood products via supply shocks, which, in turn, influence forest management choices, thus introducing feedback effects between market and ecological dynamics at a large scale. The first paper aims at evaluating these impacts by combining a recursive partial equilibrium model with spatial-explicit pathogen-spread and pathogen-induced mortality models calibrated to represent the ash dieback in France (caused by the pathogen Hymenoscyphus fraxineus). Results showed that impacts are not homogeneous across regions and generally depend on the resource distribution, pathogen spread and market structure. We observed that the behavioural adaptation of forest managers (i.e., regeneration and harvesting choices) is a non-negligible component of the total standing volume loss.The second paper focusses on monitoring and control of an incumbent invasion. Monitoring and early detection of invasive species is important to mitigate the damages and reduce the control costs. However, when multiple decision-makers are involved, the monitoring effort of frontier landowners (landowners closer to the introduction point) is suboptimal because it does not consider the negative impacts of the invasion spreading to neighbouring properties. Through a two-player differential game combined with an epidemiological compartmental model, we computed the non-cooperative and the cooperative solution. We designed a monetary payment to sustain cooperation based on an intertemporal decomposition of the Nash bargaining scheme. We showed that this payment assured time-consistent outcomes, meaning that the ex-ante agreement between the two landowners was credible and self-enforcing. The model was calibrated for the possible invasion of the pine wilt nematode (Bursaphelenchus xylophilus) in south-western France.In the last two papers, the analysis is downscaled from the landscape level to the stand level and concentrates on a native defoliator pest. The main objective of the third paper is to adapt forest management to biotic and abiotic disturbances. The classic Faustmann model was combined with a pest population model and a windstorm model to compute the optimal rotation age and the land expectation value (LEV) for different disturbances scenarios. The model was calibrated for maritime pine (Pinus pinaster) plantations in south-western France and Pine Processionary Moth (PPM, Thaumetopoea pityocampa) cyclical outbreaks. Our results showed that storms tend to reduce the optimal harvest age, whereas PPM tends to increase it. Overall, the impact of PPM on the rotation length prevails and, here, risks increase rather than decrease the optimal rotation length. Thinnings increased profitability and constitute an effective hedging strategy against both risks. In the third paper, we introduced a cut-or-keep decision rule to model the forest owner problem after a storm event. Its economic and management implications are further investigated in the fourth paper. Unlike previous economic studies which assumed clearing and replanting regardless of the level of damages, the cut-or-keep condition led to higher payoffs in roughly 75% of the cases

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Soularue, Jean-Paul. "Évolution de la phénologie des arbres à l'échelle d'un paysage forestier." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14724/document.

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La phénologie du débourrement est un caractère adaptatif majeur, sensible aux variations de température. Prédire l'évolution des forêts naturelles tempérées sous l'influence de changements environnementaux nécessite de pouvoir expliquer l'origine des patrons de différentiation clinaux observés pour ce caractère à l'échelle de paysages. Il a été démontré expérimentalement que le débourrement végétatif se produisait en même temps que la floraison. Cela suggère que les croisements se font préférentiellement entre arbres présentant des phénologies du débourrement similaires ; c'est ce que l'on appelle l'homogamie. Alors que la plupart des interprétations de clines de différenciation génétique soulignent l'influence de la sélection divergente, les spécificités de la phénologie du débourrement et ses conséquences sur le système de reproduction sont rarement considérées. A travers une approche par modélisation nous montrons ici dans un premier temps que la seule interaction entre homogamie et flux de pollen peut générer une différentiation génétique clinale à l'échelle d'un paysage sans aucune pression de sélection. Dans un tel contexte théorique, le filtragedes flux de pollen réalisé par l'homogamie en présence d'un gradient environnemental différencie progressivement et durablement les populations. Dans un second temps, nous montrons que l'homogamie amplifie la réponse adaptative des populations à la sélection co-gradient alors qu'il la contraint dans le cas de sélection contre-gradient. Nous montrons par ailleurs que l'homogamie peut induire une différentiation clinale en cas de sélection uniforme Timing of bud burst (TBB) is a key adaptive trait affected by temperature variations. Predicting the evolution of natural forests undergoing environmental variations requires to understand the evolutionary dynamics that have resulted in the strong patterns of differentiation characterized for this trait. It has been shown experimentally that the TBB was strongly correlated with the timing off lowering. This suggests that trees having similar TBB tend to mate preferentially, making assortative mating at TBB the default reproduction regime within tree species. Clinal patterns of genetic differentiation have been mostly interpreted as resulting from divergent selection, however, few studies have considered the peculiar features of timing of bud burst. Through a modelling approach based on quantitative genetics models, we first demonstrate here that the sole interaction between assortative mating at TBB and pollen flow can induce a clinal differentiation among populations without any selection pressure. In a such theoretical context, assortative mating filters pollen flow in presence of environmental gradients and progressively shifts the genetic values of populations. Then, we demonstrate that assortative mating amplifies the adaptive response of populations to co-gradient selection, and constrains it in the case of countergradient selection. Finally, we show that assortative mating differentiates populations even in the case of uniform selection

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Frascaria, Lacoste Nathalie. "Variabilite genetique d'un arbre forestier : le chataigner (castenea sativa mill.)." Paris 11, 1991. http://www.theses.fr/1991PA112089.

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Dans ce travail, l'organisation de la diversite genetique a ete analysee a l'aide de marqueurs genetiques de type isozymes, chez un arbre forestier, le chataignier. Apres une presentation de l'espece et du programme de recherche, une partie de l'etude a concerne les divers problemes rencontres au cours de la mise en place du protocole experimental. Dans ce cas precis, le choix de l'organe est fondamental pour obtenir des resultats fiables et reproductibles. Par ailleurs, la differenciation genetique a ete etudiee a differentes echelles: a l'interieur et entre plusieurs populations francaises. A ces deux niveaux, des differenciations genetiques importantes se manifestent de maniere plus intense a l'interieur des populations qu'entre celles-ci. L'impact de l'homme, donnee fondamentalement quant a la constitution meme des peuplements, est discute ici. Enfin, une etude de la variabilite genetique intra-individuelle a ete realisee dans le but de trouver une combinaison de loci specifique a la fragilite mecanique du bois. Si cette relation n'est pas actuellement etablie, l'origine genetique de cette fragilite est maintenant demontree

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Tusa, jumbo Eduardo Alejandro. "Apport de la fusion LiDAR - hyperspectral pour la caractérisation géométrique et radiométrique des arbres." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03212453.

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Les forêts de montagne fournissent des services écosystémiques environnementaux (SEE) aux communautés: fourniture de paysages récréatifs, protection contre les risques naturels, soutien à la conservation de la biodiversité, entre autres. La préservation de ces SEE dans l'espace et dans le temps nécessite une bonne caractérisation des ressources. Surtout en montagne, les peuplements sont très hétérogènes et la récolte du bois est économiquement possible grâce à des arbres de plus grande valeur. C'est pourquoi nous voulons pouvoir cartographier chaque arbre et estimer ses caractéristiques, dont la qualité, qui est liée à sa forme et ses conditions de croissance. Les inventaires de terrain ne sont pas en mesure de fournir une couverture mur à mur d'informations détaillées au niveau des arbres à grande échelle. D'un autre côté, les outils de télédétection semblent être une technologie prometteuse en raison de la rapidité et des coûts abordables pour l'étude des zones forestières. Les données LiDAR fournissent des informations détaillées sur la distribution verticale et l'emplacement des arbres, mais elles sont limitées pour la cartographie des espèces. Les données hyperspectrales sont associées aux caractéristiques d'absorption dans le spectre de réflectance du couvert, mais ne sont pas efficaces pour caractériser la géométrie des arbres. Les systèmes hyperspectraux et LiDAR fournissent des données indépendantes et complémentaires qui sont pertinentes pour l'évaluation des attributs biophysiques et biochimiques des zones forestières. Cette thèse de doctorat porte sur la fusion de LiDAR et de données hyperspectrales pour caractériser les arbres forestiers individuels. L'idée maîtresse est d'améliorer les méthodes pour obtenir des informations forestières au niveau de l'arbre en extrayant des caractéristiques géométriques et radiométriques. Les contributions de ce travail de recherche reposent sur: i) un examen mis à jour des méthodes de fusion de données de LiDAR et des données hyperspectrales pour la surveillance des forêts, ii) un algorithme de segmentation 3D amélioré pour délimiter les couronnes d'arbres individuelles basé sur Adaptive Mean Shift (AMS3D) et un ellipsoïde modèle de forme de couronne, iii) un critère de sélection des caractéristiques basé sur le score aléatoire des forêts, cross-validation à 5 folds et une fonction d'erreur cumulative pour la classification des espèces d'arbres forestiers. Les deux principales méthodes utilisées pour obtenir des informations forestières au niveau des arbres sont testées avec des données de télédétection acquises dans les Alpes françaises Mountain forests provide environmental ecosystem services (EES) to communities: supplying of recreational landscapes, protection against natural hazards, supporting biodiversity conservation, among others. The preservation of these EES through space and time requires a good characterization of the resources. Especially in mountains, stands are very heterogeneous and timber harvesting is economically possible thanks to trees of higher value. This is why we want to be able to map each tree and estimate its characteristics, including quality, which is related to its shape and growth conditions. Field inventories are not able to provide a wall to wall cover of detailed tree-level information on a large scale. On the other hand, remote sensing tools seem to be a promising technology because of the time efficient and the affordable costs for studying forest areas. LiDAR data provide detailed information from the vertical distribution and location of the trees, but it is limited for mapping species. Hyperspectral data are associated to absorption features in the canopy reflectance spectrum, but is not effective for characterizing tree geometry. Hyperspectral and LiDAR systems provide independent and complementary data that are relevant for the assessment of biophysical and biochemical attributes of forest areas. This PhD thesis deals with the fusion of LiDAR and hyperspectral data to characterize individual forest trees. The leading idea is to improve methods to derive forest information at tree-level by extracting geometric and radiometric features. The contributions of this research work relies on: i) an updated review of data fusion methods of LiDAR and hyperspectral data for forest monitoring, ii) an improved 3D segmentation algorithm for delineating individual tree crowns based on Adaptive Mean Shift (AMS3D) and an ellipsoid crown shape model, iii) a criterion for feature selection based on random forests score, $5$-fold cross validation and a cumulative error function for forest tree species classification. The two main methods used to derive forest information at tree level are tested with remote sensing data acquired in the French Alps

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Sanchez, Inès. "Etude de la variabilite enzymatique de terminalia superba engler et diels : arbre forestier d'afrique tropicale." Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077148.

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Sanchez, Inès. "Etude de la variabilité enzymatique de Terminalia superba Engler et Diels, arbre forestier d'Afrique tropicale." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37618430j.

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Bussières, Julie. "Potentiel d'établissement d'essences forestières et fruitières en tourbières résiduelles." Thesis, Université Laval, 2005. http://www.theses.ulaval.ca/2005/23008/23008.pdf.

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La plantation d’arbres ou d’arbustes fruitiers figure parmi les options de réaménagement complémentaires à la restauration des tourbières résiduelles. Aucune étude n’avait toutefois été effectuée concernant le potentiel de telles plantations dans l’est du Canada. Le présent projet avait pour principal objectif de dresser un portrait des plantations existantes en tourbières résiduelles canadiennes, afin de connaître le potentiel de différentes essences forestières et d’une espèce d’arbuste fruitier (l’Aronia noir) à croître sur substrat tourbeux. Les essences forestières montrant de bonnes croissances sont l’Épinette noire et le Mélèze laricin. L’Érable rouge, le Pin gris, le Pin sylvestre et l’Aronia noir ont présenté certaines difficultés d’implantation ou de croissance, mais demeurent potentiellement intéressants. Les plantations de Peupliers hybrides sur tourbière résiduelle se sont avérées un échec. Une régie de la fertilisation comportant de faibles doses d’azote, de phosphore et de potassium est un atout pour des plantations forestières ou fruitières de ce type. Le présent projet a donc permis de mettre en évidence le réel potentiel d’établissement de certaines espèces forestières et fruitières en tourbières résiduelles dans l’Est du Canada.

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Doublet, Violette. "Interactions biotiques et dynamiques des populations : approches empiriques et théoriques de la prédation pré-dispersion des graines par les insectes." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTG007.

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Les interactions biotiques figurent parmi les processus clés de la dynamique des populations et constituent un enjeu fort pour le renouvellement et la persistance des espèces au sein des écosystèmes. En particulier, l’herbivorie par les insectes prédateurs des graines avant dispersion est un processus écologique majeur de la dynamique forestière par son impact sur le succès reproducteur des arbres et leur régénération naturelle. Cependant, les conséquences de cette herbivorie sur la dynamique et l’évolution des populations d’arbres demeurent des fronts de science, qui ont été abordés dans cette thèse de façon intégrative en combinant des approches empirique et théorique. L’approche empirique a visé la caractérisation des déterminants de la dynamique spatio-temporelle du taux de prédation des graines en forêt naturelle. Le système modèle d’interactions arbres-insectes analysé implique des Hyménoptères séminiphages (Megastigmus spp., Torymidae) et leur hôte obligatoire, le Cèdre de l’Atlas (Cedrus atlantica, Pinaceae), localisé dans le sud-est de la France. À l’échelle de la population d’hôtes, les résultats ont révélé le caractère transitoire de la distribution spatiale des insectes qui est fortement déterminée par les variations spatio-temporelles de la densité des graines. En outre, la dynamique de fructification de type ‘masting’ du Cèdre est un moteur majeur de la dynamique spatio-temporelle des insectes. De plus, on a pu montrer l’existence d’une variation inter-individuelle de la sensibilité des arbres à la prédation des graines. Une analyse préliminaire a suggéré que cette variation est en partie d’origine génétique, et les travaux complémentaires à mener en ce sens ont pu être précisés. L’approche théorique a permis d’analyser les effets conjoints du masting et de la distribution spatiale des prédateurs des graines sur les processus démographiques et la diversité génétique dans une population d’arbres en expansion naturelle. La modélisation analytique de ces interactions a révélé d’une part que la prédation des graines avant dispersion génère des effets Allee influençant la mise en place de la diversité génétique de la population d’arbres au cours d’une expansion, et que le masting est susceptible de tempérer cet impact de la prédation des graines. Ces travaux ont apporté un éclairage nouveau sur les implications possibles des insectes prédateurs des graines avant dispersion dans la dynamique et l’évolution des peuplements forestiers Biotic interactions are among key processes in population dynamics and critical issues for the renewal and persistence of species within ecosystems. In particular, herbivory by pre-dispersal seed insect predators is a major ecological process in forest dynamics due to its impact on tree reproductive success and on natural regeneration. However, its consequence on tree population dynamics and evolution remain poorly documented. This thesis contributed to fill this gap as an integrative combination of empirical and theoretical approaches. The empirical approach aimed to characterize the drivers of the spatio-temporal dynamics of seed predation rates in natural forest. We used a system of tree-insect interactions involving seed predators (Megastigmus spp., Hymenoptera: Torymidae) and their obligate host, the Atlas Cedar (Cedrus atlantica, Pinaceae), located in south-eastern France. At the host population scale, our results revealed that the transient pattern of the spatial distribution of insects was primarily explained by spatiotemporal variations in seed density. Thus, Cedar masting appeared to be a major driving force of the insects’ spatial and temporal dynamics. We have also highlighted the existence of an inter-individual variation in the sensitivity of trees to seed predation. A preliminary analysis has suggested that such variation is partly under genetic control and we propose further analyses to be carried out in such perspective. The theoretical approach aimed to analyse the joint effects of masting and the spatial distribution of pre-dispersal seed predation by insects on demographic processes and genetic diversity in an expanding tree population. The analytical modelling of these interactions revealed on the one hand that pre-dispersal seed predation induce Allee effects that may affect the spatial structure of genetic diversity in the expanding tree population, and on the other hand, that masting was likely to buffer such demogenetic impact of seed predation. This work has shed new light on the possible implications of pre-dispersal predation by insects in the dynamics and evolution of forests

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Boivin-Dompierre, Simon. "Réaction fonctionnelle des arbres et des peuplements à l'éclaircie commerciale en forêt résineuse." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27305.

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Globalement, on connait bien les objectifs et les effets théoriques de l'éclaircie commerciale. Cependant, peu de résultats expérimentaux sont disponibles au Québec pour confirmer que l'application d'un tel traitement permet d'atteindre les objectifs et de bien répondre aux attentes. Pour pallier à ce manque, nous avons étudié des peuplements traités il y a 7 à 10 ans et localisés dans des forêts résineuses du sud du Québec. Nous avons évalué la réaction des arbres et des peuplements par le biais de variables agissant sur leurs processus de croissance. Pour ce faire, nous sommes retournés dans des placettes échantillons permanentes établies dans les années 1980 et 2000 pour y caractériser la taille des cimes et l'environnement compétitif d'arbres éclaircis et non éclaircis en plus des mesures dendrométriques usuelles. Nous avons aussi prélevé des carottes dendrométriques qui ont permis de reconstituer la surface foliaire des arbres à partir de leur surface d'aubier au moment de la coupe. L'utilisation de modèles linéaires mixtes a permis de démontrer que les accroissements en surface terrière et en surface foliaire des arbres sont fortement liés à leur localisation par rapport au sentier de débardage le plus près. La compétition, quantifiée par un indice indépendant de la distance, a expliqué une proportion importante de la réaction des arbres. Par rapport aux peuplements témoins, l'éclaircie a augmenté la quantité de bois produite par unité de surface foliaire sans toutefois mener à un accroissement supérieur en volume marchand à l'hectare étant donné le plus faible nombre d'arbres. Ces résultats viennent donc éclairer notre compréhension des processus agissant sur la croissance des arbres après un traitement d'éclaircie commerciale. Ils pourront aider à déterminer l'aptitude de peuplements à l'éclaircie et servir à l'élaboration d'outils d'aide à la décision lors du choix des arbres à récolter.

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Saurat, Jessica. "L'arbre et le droit." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTD038/document.

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L’arbre est un objet de droit particulier en raison de l’importance qu’il revêt à la fois pour l’environnement, l’économie et la qualité de vie. Il se trouve ainsi au carrefour de divers droits : droit de l’environnement, forestier, rural, de l’urbanisme, civil, fiscal, européen et international… Il est dès lors appréhendé de façon différente selon son lieu de situation mais également de la qualité de son propriétaire (personne privée ou personne publique). Alors qu’il est reconnu comme appartenant au patrimoine commun de la nation, les possibilités de protection qu’offre le droit applicable en France manque globalement d’efficacité et de réalisme. Pour palier cette situation, il est envisagé de doter la reconnaissance de l’appartenance de l’arbre au patrimoine commun de la nation de conséquences juridiques contraignantes et par là même de le doter d’un statut qui transcende le droit de propriété et les différentes branches du droit The tree is a special legal object because of its importance to the environment, the economy and the quality of life. It is therefore at the crossroads of various rights : environmental, forestry, rural, town planning, civil, tax, european and international laws. Thus, it is apprehended according to its place of situation but also the quality of its owner (private person or public person).While it is recognized as belonging to the common heritage of the nation, the possibilities of protection offered by the rights which are applicable in France generally lack efficiency and realism. To overcome this situation, it is envisaged to link the belonging of the tree to the common heritage of the Nation with binding legal consequences and thus confer on it a status that transcends property rights and the different areas of law

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Paillet, Yoan. "Les microhabitats des arbres : facteurs d'influence, lien avec la biodiversité et potentiel indicateur." Thesis, Paris, Muséum national d'histoire naturelle, 2018. http://www.theses.fr/2018MNHN0028/document.

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Un indicateur permet de mesurer des grandeurs ou des phénomènes trop compliqués ou trop coûteux à mesurer de manière directe. Lorsqu’il s’agit de biodiversité, les indicateurs sont indispensables au regard de la complexité à avoir une image précise de l’état et de la dynamique des espèces. En forêt, les microhabitats des arbres (e.g.cavités, fentes du bois, carpophores de champignons lignicoles) sont considérés comme des indicateurs potentiels de biodiversité, plus spécifiques que des structures telles que le volume de bois mort total. Cependant, les références scientifiques établissant le lien entre métriques de microhabitats et mesures de biodiversité restent rares, et ne concernent la plupart du temps qu’un seul groupe taxonomique. Plus largement, et à l’instar d’autres indicateurs, les microhabitats ne bénéficient pas d’une démarche standardisée permettant de les valider en tant qu’indicateurs de biodiversité forestière. Ce travail de thèse contribue à cette validation. Il s’articule autour de trois aspects entrant en compte dans la validation d’un indicateur, il s’est agi : (i) De quantifier et réduire les incertitudes sur les inventaires de microhabitats. A cette fin, une première typologie de référence a été établie, avec pour but de standardiser et d’homogénéiser les relevés de microhabitats. Cette typologie adopte une structure hiérarchique et évolutive, ce qui permet de l’utiliser dans différents contextes. Le biais potentiel lié aux observateurs a également été quantifié, de manière à pouvoir mieux le prendre en compte dans les futurs inventaires ;(ii) De mieux comprendre les facteurs d’influence des microhabitats aux deux échelles. A l’échelle de l’arbre, l’analyse d’un jeu de données national a permis de généraliser la relation entre caractéristiques individuelles des arbres (espèce, diamètre, vitalité) et le nombre et l’occurrence des microhabitats. A l’échelle de la parcelle forestière, une analyse des densités et des types d’arbres porteurs de microhabitats sur un gradient élargi d’exploitation forestière, comparant zones exploitées et non exploitées, a permis de mettre en évidence le rôle crucial des gros arbres et des arbres morts ; (iii) D’établir le lien entre microhabitats et la diversité de trois groupes taxonomiques au travers d’une approche mobilisant le cadre analytique des modèles d’équations structurelles. Les microhabitats sont médiateurs de l’arrêt de l’exploitation et de structures typiques des vieilles forêts (gros arbres vivants et morts) sur la biodiversité des chauves-souris et des oiseaux, et dans une moindre mesure des coléoptères saproxyliques. Au final, les microhabitats ne constituent pas un indicateur universel de biodiversité mais ont un rôle complémentaire des autres structures forestières traditionnellement utilisées pour décrire la biodiversité. Ce travail de thèse contribue à préciser leur potentiel indicateur et envisage des pistes de recherche permettant de continuer à valider leur rôle An indicator is a tool to measure metrics or phenomenons too complex or costly to measure directly. In the case of biodiversity, indicators are essential regarding the complexity to assess species state and dynamics. In forest, tree microhabitats (e.g.cavities, cracks in the wood, conks of lignicolous fungi) have been recently considered as a potential biodiversity indicator, with a more specific focus than other structures like deadwood volume. However, scientific references linking tree microhabitat metrics and biodiversity measures are still rare, and limited to a few taxonomic groups. More generally, like other indicators, the validation process of microhabitats as biodiversity indicators is not standardized. This ph-d thesis contributes to this validation and adresses three aspects included in an indicator validation process. The main aims were to: (i) Quantify and reduce incertitudes on tree microhabitat inventories. We thus proposed a first reference typology to standardize and homogenize microhabitats inventories. This typology has a hierarchical and evolutive structure, which allows its use in different contexts and for different purposes. We also quantified the potential bias linked to observer effects, in order to better take it into account in future inventories ; (ii) Better understand the influence of different factors on tree microhabitats at two different scales. At the tree scale, through the analysis of a national database, we generalized the relationships between tree characteristics (species, diameter, vitality) and number and occurrence of tree microhabitats. At the stand scale, we analysed the densities and types of microhabitat-bearing trees on an enlarged forest management gradient, comparing strict reserves and managed forests. These two studies evidenced the crucial role of large trees and snags in the provision of tree microhabitats ; (iii) Link tree microhabitats with the biodiversity of three taxonomic groups through the framework of structural equation models. We showed that microhabitats mediate the effects of management abandonment and old-growth forest features (large living and dead trees) on the biodiversity of birds and bats, and to a lesser extent on saproxylic beetles. In the end, tree microhabitat are not a universal biodiversity indicator but have a complementary role compared to other forest structures traditionally used to assess biodiversity. This ph-d thesis specifies the role of tree microhabitats as biodiversity indicators and proposes further research to continue validating them as such

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Laginha, Pinto Correia David. "Potentiel d'utilisation de la diversité fonctionnelle des arbres dans l'aménagement durable des forêts tempérées nordiques et boréales." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/31152.

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Les attentes de la population en regard de l’aménagement forestier ont évolué graduellement lors des dernières décennies. Alors qu’il était historiquement surtout centré sur l’exploitation de la matière ligneuse, l’aménagement des forêts tend maintenant à valoriser de plus en plus la multiplicité des services fournis par la forêt. De plus, le développement de stratégies d’aménagement forestier adaptées aux changements climatiques et à l’augmentation de la fréquence d’extrêmes climatiques est devenu essentiel pour réduire la vulnérabilité des forêts. Une des principales avenues suggérées est l’utilisation, au sein des stratégies d’aménagement, d’indicateurs de biodiversité qui reflètent le fonctionnement de l’écosystème forestier et sa réponse aux perturbations. Cependant, nos connaissances sur ces relations complexes entre la diversité forestière, le fonctionnement de l’écosystème et sa réponse aux perturbations naturelles et anthropiques demeurent rudimentaires et se doivent d’être approfondies afin de développer des stratégies d’aménagement forestier plus efficaces. L’objectif de ma thèse était d’analyser le potentiel qu’offrent les indicateurs de diversité fonctionnelle des arbres pour un aménagement durable des forêts tempérées nordiques et boréales. Dans mon premier chapitre, j’ai analysé l’impact de l’âge, de la hauteur et du type de couvert sur plusieurs indicateurs de la biodiversité des arbres. Mes analyses démontrent que l’âge des peuplements, un des indicateurs de biodiversité les plus utilisés à une échelle globale, est incapable de capturer une partie importante de la variabilité de la diversité des peuplements forestiers et ne devrait pas être utilisé comme le seul indicateur de biodiversité dans l’aménagement de ces forêts. Dans le deuxième chapitre, j’ai analysé le rapport entre deux indicateurs de diversité fonctionnelle des arbres avant-coupe (la redondance fonctionnelle et la diversité des réponses), et la productivité après coupe du peuplement. Mes résultats mettent en évidence la valeur ajoutée de l’utilisation de la diversité des réponses lors de l’analyse de la productivité après coupe et suggèrent que celle-ci est un bon prédicteur de la productivité de l’écosystème après coupe. Dans le dernier chapitre, j’ai examiné la relation entre trois traits fonctionnels associés à la résistance et à la résilience des arbres à la sécheresse. Mes résultats suggèrent que dans ces forêts, le rapport du poids sec de la feuille à la surface foliaire et la valeur de pression du xylème conduisant à une perte de 50% de sa conductivité par cavitation, influencent la relation entre la sécheresse et la mortalité du peuplement, mais pas sa productivité. Cette thèse démontre l’importance de la relation entre la diversité fonctionnelle des arbres, la productivité du peuplement et la réponse des arbres et des peuplements aux perturbations partielles et totales. Les résultats contribuent à approfondir les connaissances scientifiques sur le lien entre la diversité fonctionnelle et le fonctionnement des écosystèmes, en plus de proposer des mesures d’aménagement forestier basés sur la diversité des arbres qui peuvent mener à une amélioration importante de la résistance et de la résilience des forêts aménagées aux perturbations. Forest management objectives have slowly changed over the last few decades. While forest management used to focus mainly on wood production, forests are now expected to be managed for multiple ecosystem services. Traditional forest management strategies are also unsuitable to tackle the threats posed by climate change and by the increased frequency of climate extremes. The development of biodiversity indicators capable of predicting ecosystem response to disturbances has been identified as one of the key research priorities in the improvement of existing sustainable forest management frameworks. However, our understanding of these biodiversity-ecosystem functioning relationships and their response to disturbances needs to be improved if such indicators are to be developed. The objective of this thesis was to analyse the potential of tree functional diversity indicators in improving sustainable forest management of northern temperate and boreal forests. In my first chapter, I studied the impact of stand age, height and cover type on multiple tree biodiversity indicators. My analyses showed that stand age, one of the most widespread indicators of biodiversity, should not be used as the sole indicator of tree diversity in forest management because it inadequately represents a significant part of stand tree diversity. In my second chapter, I analysed the relationship between two indicators of pre-logging functional diversity (functional redundancy and response diversity), and post-logging stand productivity. My results revealed the importance of considering functional diversity in biodiversity-ecosystem functioning studies and showed that response diversity is significantly associated with post-logging productivity in these forests. In the last chapter, I examined the relationship between three functional traits associated with tree resistance and resilience to drought. My results showed that, in our study area, dry leaf mass per unit area and xylem pressure at which 50% of stem xylem conductivity is lost through cavitation significantly influence drought-induced tree mortality, but do not affect stand productivity response to drought. This thesis revealed the importance of the relationships between tree functional diversity, stand productivity and stand response to partial and severe disturbances. Besides improving our scientific understanding of the relationships between functional diversity and ecosystem functioning, these results allowed us to propose several tree-diversity based forest management strategies that should considerably improve stand resilience and resistance to disturbances.

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Khlifa, Rim. "Effets de la diversité des arbres sur le fonctionnement de l'écosystème dans deux plantations de forêts tempérées." Doctoral thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27346.

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La grande majorité des scientifiques s’accordent depuis deux décennies sur le fait que les actions anthropiques sont responsables d’une grande perte de biodiversité à l’échelle terrestre via l’élimination de gènes, d’espèces et de traits biologiques à un rythme alarmant. Ce fait les a conduits à se questionner sur les impacts de la perte de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes. Bien qu’aujourd’hui les connaissances sur le lien entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes (BEF) commencent à être bien documentées, nous en savons encore très peu sur les mécanismes sous-jacents à la relation entre BEF, et en particulier concernant les mécanismes appuyant les processus souterrains des écosystèmes forestiers. L’objectif de ce projet de doctorat était de développer les connaissances sur le lien entre la biodiversité des parties aériennes et le fonctionnement souterrain des écosystèmes artificiels (plantations d’arbres). Nous avons pour cela examiné l’implication de différents acteurs et paramètres du compartiment souterrain susceptibles d’intervenir dans le cycle du C - et de l’N - en lien avec la biodiversité (notamment via le recours à l’approche des traits fonctionnels). D’une part nous avons étudié la productivité des racines fines, leur chimie ainsi que le fonctionnement et la composition des communautés microbiennes du sol en lien avec des mesures de diversité (la richesse spécifique et la diversité fonctionnelle) dans une jeune plantation (4 ans). D’autre part, nous avons étudié la décomposition des racines fines en lien avec les communautés d’arbres et de végétation du sous-bois subséquentes à l’application de traitements dans une plantation plus âgée (27 ans). Dans tous les cas, nous avons étudié le lien entre ces différents paramètres et processus et les C et N du sol (totaux et dans les fractions). Les feuillus et les conifères diffèrent quant à la productivité des racines fines ainsi que par rapport à la métabolisation des sources de C. Les conifères étaient plus productifs que les feuillus (racines fines), et les feuillus métabolisaient un plus grand nombre de sources de C que les conifères. Par ailleurs, la richesse spécifique a influencé le fonctionnement des microbes mais pas leur composition ni la productivité des racines fines, tandis que l’identité des arbres (et de leurs traits fonctionnels) ont influencé tous ces paramètres et processus. La valeur moyenne des traits a plus influencé la productivité des racines fines, la respiration basale et la biomasse microbienne que la variance de ces traits. La diversité fonctionnelle (considérée en tant que gradient) n’a quant à elle pas eu d’effet sur aucun des paramètres et processus étudiés. Finalement, notre étude a révélé que la végétation du sous-bois (couvert de type fonctionnel et certaines espèces) plus que les arbres, les propriétés du sol ou la chimie des racines fines influençait la décomposition de ces dernières. De manière générale, cette thèse a permis de découvrir et de mettre en évidence des aspects jusqu’alors inconnus du lien entre BEF, notamment en ce qui concerne le lien entre la diversité des parties aériennes et le fonctionnement des parties souterraines. Nos résultats ont permis d’identifier avec précision les espèces d’arbres, de végétation du sous-bois ou encore les traits fonctionnels et les processus sur lesquels ils interviennent. Ceci pourrait permettre d’affiner les modèles de prédiction des cycles du C et de l’N ou encore de prodiguer des conseils avisés aux gestionnaires forestiers. In the last two decades, the vast majority of scientists have agreed that anthropogenic actions are responsible for an important and rapid loss of biodiversity at a global scale, through the elimination of genes, species and biological traits. This fact led to remarkable progress towards understanding how the loss of biodiversity affects the functioning of ecosystems. Although the link between biodiversity and ecosystem functioning (BEF) is now well documented, the mechanisms underlying this relationship are still poorly understood, especially with regards to belowground processes in treed ecosystems. The objective of this Ph.D. project was to improve our understanding of the link between aboveground biodiversity and belowground functioning in two artificial ecosystems (tree plantations). For this purpose, we examined the implication of different actors and parameters of the belowground compartment that are likely to influence the C - and N - cycles, in relation to aboveground biodiversity (through the functional trait-based approach). On the one hand we studied the productivity of fine roots, their chemistry, the functioning and composition of soil microbial communities in relation to diversity measures (specific richness and functional diversity) in a young plantation (4 years). On the other hand, we studied the decomposition of fine roots in relation to over- and understory vegetation following the application of silvicultural treatments in an older plantation (27 years). In all cases, we studied the relationship between these parameters and processes, as well as soil C and N (total and in fractions). Deciduous and conifer species differed in fine root productivity and in microbial community catabolic activity. Conifers were more productive than deciduous (fine roots), and soil microbial communities associated with deciduous trees used a greater number of carbon sources than those associated with conifers. Moreover, although tree specific richness influenced the functioning of microbes, it had no effect on their composition or the productivity of the fine roots, while tree identities (and their functional traits) influenced all these parameters and processes. The mean value of traits had a greater influence on fine root productivity, basal respiration and microbial biomass than the variance of these traits. The functional diversity (considered as a gradient) had no effect on any of the parameters and processes studied. Finally, our study revealed that the understory vegetation (cover of functional type and some species), more than overstory vegetation, soil properties or fine root chemistry influences the fine root decomposition. In general, this thesis has uncovered and highlighted unknown aspects of the relationship between BEF, in particular with regard to the link between aboveground diversity and belowground functioning. Our results precisely identified tree species, understory vegetation and functional traits and the processes on which they intervene. This could help to refine predictive models of C and N cycles or provide advice to forest managers.

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Lehnebach, Romain. "Etude de la variabilité ontogénique du profil ligneux chez quelques espèces forestières tropicales de Guyane Française." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS021/document.

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Le bois est un tissu plurifonctionnel permettant la conduction de la sève brute, le stockage de l’eau et des sucres ainsi que le soutien mécanique de la plante. L’arbre au cours de son développement expérimente différentes contraintes liées à son environnement et à sa taille croissante. En réponse à ces contraintes, les performances fonctionnelles du bois sont ajustées par des variations de valeurs de propriétés, elles-mêmes dépendantes du produit de la xylogénèse. Cependant les extrais chimiques déposés lors du processus de duraminisation, entraine la modification des propriétés du bois. Les propriétés du duramen sont le fruit de la xylognénése et de la duraminisation ainsi que de leurs interactions. Ce travail de thèse a donné naissance au terme ‘profil ligneux’, désignant l’ensemble des variations des propriétés du bois à différentes échelles et dans une dimension ontogénique résultant des deux processus cités précédemment. La diversité de tempéraments vis-à-vis de la lumière (héliophilie à sciaphilie) des essences tropicales suggère une diversité d’expressions du profil ligneux. La description de ces différentes expressions serait gage d’une meilleure compréhension du tempérament. Comprendre et caractériser le profil ligneux et la variation de la quantité de bois de cœur dans l’arbre, représentent également un enjeu économique puisque l’industrie du bois Guyanaise a été identifiée comme une filière d’avenir. L’analyse de la diversité du profil ligneux—par une approche ascendante, de l’échelle individuelle à l’échelle interspécifique—a prouvé son efficacité dans la discrimination du degré d’affinité à la lumière. La variation de densité est particuliérment pertinente. Néanmoins, sa pertinence réside dans (1) la combinaison du gradient radial et vertical et (2) la prise en compte du duramen qui modifie parfois, l’amplitude et la direction du gradient ainsi que la forme du profil.L’effet de la duraminisation sur la variation de densité devient alors évocateur du tempérament de l’espèce au même titre que la qualité et/ou la quantité d’extraits chimique mis en jeu. La pertinence du profil ligneux dans la caractérisation du tempérament écologique est due à son aspect intégrateur de divers processus et propriétés. En regard du changement l’allocation de croissance (i.e. du tronc vers la couronne) observée chez Dicorynia guianensis et de travaux précédents sur la croissance des arbres, un lien potentiel entre la diversité du profil ligneux et la stratégie d’allocation de la croissance pourrait exister Wood is a multifunctional tissue involved in sap conduction, storage of water and reserves as well as mechanical support. Tree during its development experiments various constraints due to its environment and its growing size. In response to these constraints, wood functional performances are adjusted by variations of property values, which are dependent on the xylogenesis product. However, wood properties may be modified by the deposition of chemical extractives during heartwood formation. Thus heartwood properties are the result of xylogenesis, heartwood formation and their interactions. This work gave rise to the term 'wood profile', designating all variations of wood properties at different scales and in an ontogenetic dimension, resulting from both processes described above. The diversity of shade tolerance (heliophilic to sciaphilic) strategies species suggests a diversity of wood profile expressions. The description of these different expressions could be a way to better understand plant strategies. Understanding and characterizing wood profile and variations in heartwood quantity in tree, is an economical issue since the Guyanese timber industry has been identified as a promising sector. The analysis of the diversity of wood profile—using a bottom-up approach, from the individual level to the interspecific level—proves to discriminate shade tolerance strategies efficiently. Wood specific gravity variation is especially relevant. However, its relevance is based on (1) combinations of both radial and vertical variations and (2) integration of heartwood that may impact range and direction of the gradient and shape of the profile as well. Effect of heartwood formation on wood specific gravity variations is suggestive of shade tolerance strategy as well as quality and/or quantity of chemical extractives. Relevant characterization of shade tolerance strategies by wood profile is the result of the integration of diverse processes and properties. To the view of growth allocation shift (from trunk to crown) observed in Dicorynia guianensis and of previous studies on tree growth, a potential link between wood profile diversity and growth allocation strategies may exist

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Leboeuf, Antoine. "Méthode de calcul de la biomasse aérienne des arbres de peuplements d'épinette noire (Picea mariana) en forêt subarctique à l'aide de la fraction d'ombre sur les images Quickbird et Ikonos." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2005.

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Foisy, Larry. "Système de délinéation individuelle automatique des arbres à partir d'images satellitaires à haute résolution spatiale pour extraire des mesures forestières primaires." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2007. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4725.

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L'industrie forestière est une pierre angulaire de l'économie canadienne. Elle nécessite des inventaires forestiers aussi justes que possible afin de bien gérer les ressources forestières dont nous disposons. Celles-ci font l'objet de recensement manuel sur le terrain puis de photo-interprétation, ce qui demande un temps d'acquisition de l'information très long et nécessite des investissements financiers faramineux. Afin de contrer cela, l'industrie forestière se tourne actuellement vers l'utilisation d'images de télédétection permettant de couvrir de large [i.e. larges] zones forestières. Ces images à haute résolution spatiale, combinées aux récents développements en télédétection, en vision par ordinateur, en géomatique et en systèmes d'information géographique (SIG), permettent d'espérer l'acquisition à grande échelle de l'information de façon automatique, systématique et répétitive. Nous proposons dans ce mémoire l'utilisation d'un système d'extraction d'information automatique à partir d'images panchromatiques à haute résolution spatiale (1 mètre), provenant du satellite IKONOS, afin d'extraire des mesures primaires forestières fiables. Puisque la majorité des mesures sont faites à l'arbre près, le système proposé permet la réduction de deux types d'erreurs inhérentes à la délinéation individuelle des arbres: l'erreur d'omission (omettre des arbres existants) et l'erreur de commission (identifier des arbres non-existants). Notre système permet ensuite d'estimer et d'extraire des mesures forestières primaires à partir de la canopée des arbres, la strate supérieure des arbres, tel [i.e. telles] que la densité, le nombre de tiges, la fermeture de couvert, le diamètre des couronnes, etc.

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Foisy, Larry. "Système de délinéation individuelle automatique des arbres à partir d'images satellitaires à haute résolution spatiale pour extraire des mesures forestières primaires." [S.l. : s.n.], 2007.

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Gaudio, Noémie. "Interactions pour la lumière entre les arbres adultes, les jeunes arbres et la végétation du sous-bois au sein d'un écosystème forestier : application à la régénération du pin sylvestre en peuplement mélangé chêne sessile - pin sylvestre." Phd thesis, Université d'Orléans, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00587487.

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Le renouvellement des peuplements forestiers irréguliers est envisagé par la création de trouées, afin d'augmenter localement l'éclairement en sous-bois et favoriser la croissance de la régénération d'arbres.Cependant, cette augmentation de lumière favorise aussi la colonisation des trouées par des espèces herbacées et semi-ligneuses compétitrices pour les ressources. Cette thèse s'est focalisée sur les interactions pour la lumière entre de jeunes pins sylvestres (Pinus sylvestris) et une végétation interférente représentée par la callune( Calluna vulgaris), la molinie (Molinia caerulea) et la fougère (Pteridium aquilinum) dans le sous-bois de peuplements mélangés chêne sessile (Quercus petraea)-pin sylvestre.La lumière est le facteur principal limitant la croissance des semis (hauteur<0,30m) et gaules(0,30m

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Hatton, Pierre-Joseph. "Séquestration du carbone et de l’azote des feuilles de hêtre dans les associations organo-minérales du sol : Approches macroscopiques, nanométriques & moléculaires." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2012. http://www.theses.fr/2012AGPT0050.

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Streszczenie:

Les associations organo-minérales jouent un rôle prépondérant dans la séquestration à long terme des matières organiques des sols forestiers, mais les contributions des différents types d’association organo-minérale à la stabilisation, ainsi que les processus microbiens qui en sont responsables, restent mal connus. Pour y remédier, des techniques de traçage isotopique ont été combinées à la séparation densitométrique séquentielle des associations organo-minérales. Ces dernières ont été investiguées in et ex situ, à différentes échelles spatiales (macroscopique, submicrométrique et moléculaire) et temporelles (de 8 heures à 12 ans).Quatre types d’association organo-minérale ont été distingués : les débris végétaux associés à quelques rares minéraux, les agrégats végétaux, les agrégats microbiens et les grains minéraux. Le traçage isotopique du carbone et de l’azote dérivés des litières de feuilles a mis en évidence, à l’échelle de la décennie, des transferts entre les différentes associations organo-minérales. Tous deux entrent dans le sol sous forme de fragments végétaux, puis migrent progressivement vers les agrégats végétaux et microbiens. Les agrégats apparaissent pertinents pour la stabilisation du carbone et de l’azote à l’échelle décennale. Une petite fraction du carbone et de l’azote apparaît rapidement stabilisée dans les grains minéraux denses. Nos observations du devenir du 15N indiquent que l’activité des microorganismes du sol est responsable de ces transferts. Les fragments de feuilles colonisés par les microorganismes sont progressivement incorporés dans les agrégats végétaux. A mesure que la décomposition se poursuit, les agrégats végétaux se disloquent pour former des agrégats plus stables, plus pauvres en matières organiques, plus enrichis en produits microbiens et plus compacts : les agrégats microbiens. La stabilisation microbienne a été étudiée aux échelles macroscopique, submicrométrique et moléculaire, principalement par NanoSIMS et LC-IRMS. Elle opère (i) directement par immobilisation dans les cellules microbiennes et (ii) indirectement via une abondante production de métabolites extracellulaires. La calibration des C/N obtenus par NanoSIMS a permis de déterminer qu’ils sont stabilisés dans les associations organo-minérales sans contrôle apparent de la chimie des matières organiques. L’incorporation du 13C dans les sucres aminés, biomarqueurs des biomasses bactériennes et fongiques, indique que les microorganismes vivants croissent où la ressource se trouve. Ils s’accumulent dans les agrégats microbiens via les processus de transfert précédemment évoqués. Ce travail souligne l’importance des agrégats pour la séquestration du carbone et de l’azote dérivés des litières à l’échelle de la décennie. Il met également en évidence le rôle des microorganismes dans les transferts et la stabilisation du carbone et de l’azote dérivés des feuilles au sein d’associations organo-minérales Organo-mineral associations play a key role in the long-term sequestration of organic matter in forest soils. However, knowledge about the contribution of the different types of organo-mineral associations and the microbial processes involved in soil organic matter stabilisation is scant. To solve it, stable isotope techniques have been combined with the sequential density fractionation of organo-mineral associations. Isolated fractions were investigated in field and in lab, at different temporal (from 8 hours to 12 years) and spatial scales (macro-, submicron- and molecular scales).Four types of organo-mineral associations were distinguished: plant debris with little mineral attached, plant aggregates, microbial aggregates and mineral grains. Isotopically labeled beech leaf litters were tracked at a decadal time-scale to reveal transfers in between organo-mineral associations. Both litter-derived carbon and nitrogen entered the soil as plant fragments to progressively pass through plant and microbial aggregates. Aggregates appeared particularly meaningful for the stabilisation of litter-derived carbon and nitrogen at a decadal time-scale. Little of the litter-derived carbon and nitrogen was found quickly stabilized to mineral grains. Microbial activities appeared as a major controlling factor for the evolvement of organo-mineral associations, responsive for the transfers of litter-derived carbon and nitrogen. Indeed, plant debris colonized by microorganisms are progressively trapped into plant aggregates. As decomposition proceeds, plant aggregates disrupt into denser microbial aggregates. These aggregates are loaded with lesser organic matter, but enriched in stable microbial materials.Stabilisation by soil microorganisms has been studied at the macro-, submicronand molecular- scales, using mostly NanoSIMS and LC-IRMS. Microbial stabilization operated (i) directly through immobilization in microbial cells and, (ii) indirectly through large production of extracellular microbial products. By calibrating the NanoSIMS for accurate C/N ratios, extracellular microbial products have been shown to be stabilized onto organo-mineral associations without apparent control of the mineral-attached organic matter chemistry. The incorporation of 13C tracers into amino sugars, biomarkers of bacterial and fungal biomasses, revealed that living microorganisms grow where the resource is, but accumulate in microbial aggregates. Microbial biomasses moved from plant debris to microbial aggregates, likely along with the transfers of decaying litter residues as described above.This work points aggregates as meaningful organo-mineral associations for the sequestration of litter-derived carbon and nitrogen at the decadal time-scale. It also revealed the role of microorganisms in the transfers and stabilization of litterderived carbon and nitrogen within organo-mineral associations

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Rozprawy doktorskie na temat „Arbres forestiers”

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