Conséquences des invasions végétales sur le fonctionnement des écosystèmes riverains fluviaux

THÈSE / Marion Bottollier-Curtet, spécialiste des espèces végétales de milieux humides a passé sa thèse de doctorat à l’Université de Toulouse en 2010 sur les conséquences des invasions par des espèces végétales introduites sur le fonctionnement des écosystèmes riverains fluviaux.

Elle nous présente ici le résumé de sa thèse que vous pouvez télécharger entièrement directement sur son site Internet (onglet Publications), ainsi que différentes textes quelles a rédigés sur la végétation des milieux humides.

Résumé de la thèse

Depuis la deuxième moitié du 20ème siècle, les invasions par des espèces introduites par
l’Homme sont considérées comme une menace générale pour la biodiversité et le
fonctionnement des écosystèmes. Le processus d’invasion est défini comme le développement
rapide des populations d’une espèce qui colonise de nouveaux habitats, et devient dominante
dans les communautés au sein desquelles elle s’insère. Pour les espèces introduites, ce
processus est réalisé en l’absence de coévolution avec les organismes des milieux récepteurs.
Cette absence peut influencer les interactions biologiques et, par conséquent, les processus
écologiques. Ainsi, au-delà de l’abondance locale des espèces envahissantes, leur origine
géographique (i.e. introduite par opposition à autochtone) pourrait déterminer le
fonctionnement des écosystèmes.

Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est d’évaluer dans quelle(s) mesure(s) l’origine des
espèces végétales conditionne le fonctionnement d’un écosystème en situation de dominance
en analysant les conséquences d’un changement possible d’espèce dominante pour le
fonctionnement de l’écosystème et les mécanismes qui sous-tendent ces conséquences. Les
écosystèmes riverains fluviaux, connus pour être sensibles aux invasions ont servi
d’écosystème-modèle à ce travail. Cinq paires d’espèces autochtones dominantes (Agrostis
stolonifera, Rubus caesius, Populus nigra, Urtica dioica et Salix alba) et d’espèces
introduites envahissantes co-occurrentes (Paspalum distichum, Fallopia japonica, Buddleja
davidii, Impatiens glandulifera et Acer negundo) ont été choisies selon un gradient de
succession riveraine de maturité croissante. Ces espèces-modèles ont permis d’estimer le
déterminisme imposé par l’origine des espèces dominantes sur les processus de production
primaire, en situation d’interaction, et de dégradation des litières. Ces études générales ont été
complétées par une analyse détaillée des conséquences de l’invasion des ripisylves à S. alba
par A. negundo.

Les jeunes individus des espèces introduites envahissantes ont une production primaire plus
élevée et sont plus compétitifs que ceux des espèces autochtones dominantes, en condition de
ressources trophiques non limitantes et après perturbation. A l’opposé, la dégradation des
litières est similaire entre les espèces introduites envahissantes et les espèces autochtones
dominantes. La vitesse de dégradation est principalement contrôlée par la qualité primaire des
litières, indépendamment de l’origine des espèces. La diversité et l’abondance des invertébrés
saprophytes ne varient pas selon l’origine des espèces. L’analyse des conséquences de
l’invasion des ripisylves par A. negundo montre une importante modification de la structure
des communautés végétales de sous-bois, identifiable par la quasi-disparition d’U. dioica.
Cette modification est due à une interception lumineuse importante d’A. negundo, qui agit
comme une espèce ingénieur de l’écosystème. Elle ne semble pas entraîner de conséquences
fonctionnelles en termes de stocks d’azote et de phosphore, et de flux d’azote.

Nos résultats montrent que si les espèces introduites envahissantes peuvent être plus efficaces
dans la réalisation de certains processus écologiques, l’absence de coévolution entre les
espèces introduites et les organismes des milieux récepteurs n’a pas d’implication
systématique pour le fonctionnement des écosystèmes. Ainsi, les mécanismes qui soustendent
l’influence des espèces introduites envahissantes sur les processus écologiques sont,
dans le cadre de ce travail, similaires à ceux identifiés pour les espèces autochtones
dominantes. Contrairement aux idées reçues, il n’existe donc pas de patron général des
conséquences fonctionnelles d’un remplacement d’espèce autochtone dominante par une
espèce introduite envahissante sur le fonctionnement d’un écosystème. Ce travail nous a
également permis de nous interroger sur la signification fonctionnelle de la dominance.

Mots-clés :
Décomposition de la litière, invertébrés saprophytes, production primaire, compétition, espèce
ingénieur, cycle de l’azote, nutriments, communautés végétales.

BOTTOLLIER CURTET Marion
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