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Cette thèse traite de l'impact des perturbations naturelles et anthropiques sur les structures des populations et des communautés afin de discuter la problématique d'une gestion forestière qui s'inspire des - et compose avec les - perturbations naturelles.
En première partie, nous étudions les effets d'un gradient de perturbations sur la diversité des communautés de plantes. A l'aide de modèles de dynamique en patchs ("patch models"), nous montrons que la relation perturbations-diversité dépend des mécanismes de compétition (hiérarchie compétitive, "founder effect"), des mécanismes de coexistence (compromis entre compétition et colonisation, niche de succession), des mécanismes affectant le processus de colonisation (limitation par le recrutement, fréquence dépendance négative des ta[...]

Cette thèse traite de l'impact des perturbations naturelles et anthropiques sur les structures des populations et des communautés afin de discuter la problématique d'une gestion forestière qui s'inspire des - et compose avec les - perturbations naturelles.
En première partie, nous étudions les effets d'un gradient de perturbations sur la diversité des communautés de plantes. A l'aide de modèles de dynamique en patchs ("patch models"), nous montrons que la relation perturbations-diversité dépend des mécanismes de compétition (hiérarchie compétitive, "founder effect"), des mécanismes de coexistence (compromis entre compétition et colonisation, niche de succession), des mécanismes affectant le processus de colonisation (limitation par le recrutement, fréquence dépendance négative des taux de colonisation et immigration) et enfin des mesures de diversité privilégiées (richesse en espèce, diversité de Shannon). L'élaboration d'hypothèses mécanistes intégrant les caractéristiques de l'agent de perturbations (dont les actions anthropiques), les descripteurs utilisés (intensité, fréquence, stochasticité etc.), les traits de vie des espèces, les mécanismes de coexistence et les facteurs biotiques et abiotiques contrôlés
permettraient d'affiner les prédictions qualitatives et quantitatives sur la relation perturbations-diversité et de favoriser ainsi leurs dimensions opérationnelles.
En seconde partie, nous rappelons différents concepts (équilibre, résistance, résilience, persistance, constance, permanence) permettant de caractériser le comportement des systèmes en présence de perturbations. Nous présentons une méthode d'analyse basée sur le concept de permanence qui permet d'évaluer différents scénarios écologiques ou scénarios de gestion. La permanence consiste à se focaliser sur le comportement des variables lorsque ces dernières sont proches de valeurs jugées critiques (ex. extinction d'une espèce). Nous appliquons cette méthode d'évaluation à la problématique des forêts de protection dans les Alpes du Nord. A partir d'un modèle de dynamique de pessières d'altitude, nous testons différents scénarios de gestion (prélèvements agrégés/aléatoire, différents taux de prélèvements) et déterminons leurs conséquences sur la dynamique d'indicateurs de propriétés de stabilité (diversité des hauteurs, diversité des diamètres) et d'indicateurs de
fonction de protection (somme des diamètres pour les chutes de blocs, taille des trouées pour les avalanches). La possibilité d'améliorer conjointement propriétés de stabilité et efficacité de protection dépend de la nature et de l'intensité des interventions ainsi que du type de danger. Cette partie permet d'illustrer une réflexion de gestion basée sur des compromis plutôt que sur l'optimisation simultanée d'un ensemble d'indicateurs.
En conclusion, nous replaçons nos résultats dans le contexte d'une gestion qui s'appuie sur la connaissance du processus de perturbation. La notion de dynamique en patchs (trouées) et la notion de permanence représentent, selon nous, des cadres conceptuels et méthodologiques intéressant pour établir un pont entre écologie des perturbations et gestion forestière. Nous ouvrons des perspectives de recherche à partir de l'exemple des sapinières-pessières dans les Alpes du Nord, exemple qui intègre à la fois la problématique de la coexistence des espèces et celle de la réalisation des fonctions de production et de protection dans des écosystèmes gérés où dominent les perturbations par le vent.