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October 2019 - December 2019

  • October

  • Daniel BERVEILLER, Unité Ecologie Systématique et Evolution (CNRS-Université Paris-Saclay-AgroParisTech) et Emmanuel BULONZA - Ressources and Synergies Development

    Créée en 2005 dans le cadre des projets CarboRegion puis CarboEurope-IP, la station de recherche forestière de Barbeau n’a cessé depuis de voir ses activités croitre. Située sur la forêt domaniale de Barbeau, elle jouxte le domaine forestier de Fontainebleau. C’est une station équipée d’un pylône de 35 mètres de hauteur permettant notamment de suivre les échanges de carbone et de vapeur d’eau entre l’écosystème forestier et l’atmosphère. D’une hauteur de 35 mètres, la canopée est composée d’un étage dominant de chênes sessiles (Quercus petraea) et d’un sous-étage de charmes (Carpinus betulus). L’écosystème est scruté du sous-sol jusqu’au-dessus des arbres grâce au déploiement de plus de 150 capteurs et instruments. Par son intégration dans de nombreux réseaux nationaux comme internationaux (SOERE-FORET, ICOS, SpecNet, PhenoCam, etc.), la plateforme de Barbeau permet de mener à bien les recherches du laboratoire mais également de participer à de nombreux projets nationaux et internationaux.

    La présentation de M.Berveiller sera suivi de la présentation du projet Congoflux par Emmanuel BULONZA - Ressources and Synergies Development (RSD). Ce projet est en cours d’installation à Yangambi - RDC.

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    Salle Silvolab (Campus de Kourou)

  • Léna KLAY, Université Paris Saclay, Eric Marcon, AgroParisTech)

    Les processus ponctuels sont fréquemment utilisés pour caractériser la structuration spatiale des forêts à partir de cartes des arbres. Les outils disponibles sont principalement des statistiques non paramétriques qui permettent de détecter l’attraction ou la répulsion intra ou interspécifiques. La modélisation est nettement plus complexe et encore exploratoire. Nous en présenterons l’état de l’art.
    L’exposé se déroulera en deux parties : une introduction (questions traitées, méthodes disponibles, quelques exemples d’application à Paracou) puis les résultats du stage de master sur la répartition spatiale des arbres de la forêt guyanaise grâce aux méthodes INLA-SPDE.

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  • November

  • Nathalie PEYRARD (INRA, MIA Toulouse)

    Produire un inventaire d’OTUs à partir d’un échantillon environnemental est devenu banal. Or, c’est un sujet difficile car (i) faisant appel à l’apprentissage non supervisé et (ii) s’appuyant sur des données massives en métabarcoding. Nous présenterons les travaux d’une thèse en cours (Anwar Abouabdallah) où nous développons une méthode de construction des OTUs par un modèle statistique (modèle dit SBM, Stochastic Block Model). Cette approche permet non seulement de construire des OTUs, mais également d’utiliser les paramètres du modèle statistique pour proposer une caractérisation compacte mais non scalaire de la biodiversité. En cette phase de début de la thèse, nous utilisons les données de barcoding des arbres de Guyane (Caron & al., 2019) pour comparer l’assignation botanique, par SBM ou plus classiquement par classification des séquences de l’atlas moléculaire des arbres de Guyane.

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  • Alain FRANC (INRA)

    Depuis une dizaine d’années, le concept de métapopulation a été élargi aux métacommunautés, où chaque patch héberge une communauté avec sa diversité et ses interactions, qui sont connectés via la dispersion. Plusieurs paradigmes de métacommunauté ont été proposés comme “patch dynamics”, dynamique sur un gradient environnemental, “mass effect” et un modèle neutre (Leibold & al., 2004). Nous utilisons un modèle stochastique, une généralisation du processus de contact, qui simule la dynamique globale d’une métacommunauté. La complexité du modèle (nombre de variables et paramètres) fait qu’il est illusoire de rechercher une expression analytique de l’état quasi-stationnaire du modèle. Dans ce travail (i) nous nous attachons à construire une analyse simplifiée du modèle de “patch dynamics” (approximation dite de champ moyen), et (ii) nous étudions le modèle avec gradient environnemental pour valider l’hypothèse que le ratio entre les mortalités dues aux interactions locales et les taux de dispersion gouvernent la dynamique du système, comme cela est le cas dans les métapopulations (modèle de Levins). En perspective, nous souhaitons étudier si un tel modèle peut apporter un éclairage sur la dynamique de la diversité des espèces en FTH, en espace continu.

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  • Nicholas ROWE (Cirad, UMR AMAP)

    Les plantes grimpantes sont des formes de croissance emblématiques dans les écosystèmes tropicaux et contribuent essentiellement à la complexité et à la disponibilité de niches arboricoles pour de nombreuses plantes et animaux. Récemment, des recensements à long terme sur le terrain indiquent que la dominance écologique de la vigne et de la liane est en fait en augmentation par rapport à celle des arbres. Cela pourrait avoir des conséquences importantes sur la biodiversité future des forêts, la séquestration du carbone et la stabilité des écosystèmes dans les écosystèmes naturels, ainsi que sur l’agroforesterie et le contrôle des espèces envahissantes. Une combinaison de caractéristiques du cycle biologique que toutes les plantes grimpantes ont en commun est la biomécanique spécialisée de la tige qui permet d’obtenir une croissance envahissante structurée “légère” et d’atteindre la lumière en utilisant le support d’autres plantes. Deuxièmement, les plantes grimpantes sont capables d’apporter des modifications extrêmes aux propriétés mécaniques lorsqu’elles sont confrontées à des changements rapides de l’environnement local : rigidité élevée pour traverser les espaces et grande flexibilité et ténacité pour la fixation aux arbres. Cette plasticité des traits du cycle biologique signifie qu’ils sont mécaniquement prédisposés à surpasser de nombreux autres types de formes de croissance dans des conditions environnementales changeantes. Dans le cadre du projet “GrowBot”, nous discutons de la manière dont ces caractéristiques fonctionnelles sont étudiées dans un contexte biomimétique. Le projet vise à développer un nouveau concept en robotique douce utilisant des plantes grimpantes comme modèle biologique.

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    Salle Silvolab (Campus de Kourou)

  • December

  • Abdennedi OMRANE (Université de Guyane, UMR EcoFoG)

    Le modèle d’absorption de Nye-Tinker-Barber est utilisé pour étudier l’absorption de nutriments pour les plantes par les racines du point de vue mathématique. On s’intéresse particulièrement au cas de sols pollués (en agriculture), et une méthode de contrôle optimal (absorption optimale) bien adaptée au cas des données manquantes est appliquée. Cette étude a fait l’objet de travaux en collaboration avec Loïc Louison notamment.

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  • Sébastien LEVIONNOIS (Université de Montpellier)

    Résumé de la thèse.

    Les traits hydrauliques sont reliés aux fonctions fondamentales du transport de l’eau dans la plante et de la résistance à la sécheresse, déterminant l’écologie, l’évolution, et les processus en lien avec le changement climatique pour les plantes. Cependant, ces traits restent que peu documentés pour les forêts tropicales humides, empêchant de mieux comprendre l’écologie des arbres tropicaux et le futur des forêts tropicales. À partir d’une approche générale s’intéressant à la structure (morphologie et anatomie) et au fonctionnement (physiologie) de la pousse feuillée au sein des arbres, cette thèse analyse la structure et le fonctionnement de la pousse feuillée des arbres, notamment dans la perspective de la résistance à la sécheresse. Cette thèse s’appuie sur un jeu de données général qui concerne 42 espèces d’arbres de canopée échantillonnées en forêt tropicale humide de Guyane, et qui illustre une large gamme de tailles de feuilles. Un second jeu de données, destiné à mieux comprendre les sources de variabilité intraspécifique, porte de l’espèce pionnière Cecropia obtusa Trécul (Urticaceae). Une première partie de la thèse vise à comprendre la coordination entre la feuille et la tige pour une large gamme de dimension foliaire, en analysant les changements morpho-anatomiques et fonctionnels soulignant la relation entre dimensions de la feuille et dimensions de la tige à l’échelle interspécifique. Ce cadre est aussi appliqué à l’échelle intraspécifique pour le modèle C. obtusa pour la relation pétiole-limbe. Comprendre les changements liés aux dimensions de la feuille permet ainsi d’investir correctement les effets ontogénétiques et saisonniers sur les traits foliaires vasculaires et hydrauliques pour C. obtusa. La seconde partie vise à mieux comprendre les mécanismes de résistance à la sécheresse de la pousse feuillée. En retenant 25 espèces, les déterminants anatomiques de la résistance à l’embolie par sécheresse des tiges sont étudiés. Les différentes propriétés et mécanismes déjà connus pour des plantes tempérées sont abordés conjointement afin de conforter ou non leur existence et comprendre leurs contributions relatives. La segmentation de vulnérabilité (c.-a.d. la différenciation de résistance à l’embolie) à l’interface tige-feuille est également étudiée pour 20 espèces. Sa coordination avec la segmentation hydraulique (c.-à-d. différenciation de résistance hydraulique), qui est dérivée des études anatomiques réalisées dans la première partie, est étudiée. Je montre ainsi (i) un large spectre de variation pour la segmentation de vulnérabilité entre espèces, (ii) une relation positive avec la segmentation hydraulique, suggérant qu’il y a des espèces promouvant à la fois la segmentation hydraulique et la segmentation de vulnérabilité pour découpler le fonctionnement la feuille de la tige du point de vue hydraulique, et (iii) que la segmentation de vulnérabilité a un impact important sur le temps de dessiccation théorique de la pousse feuillée, confirmant que la segmentation de vulnérabilité est un mécanisme de résistance à la sécheresse. Dans une dernière partie, je teste le pouvoir prédictif des différents traits hydrauliques étudiés sur la distribution hydro-topographique des espèces, ainsi que l’impact du stress hydrique sur la croissance des arbres, à une échelle locale. Dans la Discussion générale, je discute de la signification fonctionnelle de la surface de la feuille et des traits de résistance à la sécheresse en forêt tropicale humide, ainsi que la relation potentielle entre la surface de la feuille et la résistance à la sécheresse.
    Keywords: anatomie, Cecropia obtusa, résistance à la sécheresse, résistance à l’embolie, trait fonctionnel, intraspécifique, hydraulique, tige-feuille, segmentation, vascularisaton, transport de l’eau, xylème

    Devant le jury composé de :

    Éric MARCON HDR Président du Jury
    Jérôme CHAVE DR, HDR Examinateur
    Jean-Christophe DOMEC PU, HDR Examinateur
    Stéphane HERBETTE MCF, HDR Rapporteur
    Pierre-Éric LAURI IR, HDR Rapporteur
    Patrick HEURET CR, HDR Directeur de Thèse

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