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Université de Grenoble (06/07/2010), Thierry Dutoit (Dir.)
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Relations entre les traits fonctionnels des espèces végétales et leurs fonctions de protection contre l'érosion dans les milieux marneux restaurés de montagne
Melanie Burylo1

Le contrôle de l'érosion et la rétention de sédiments comptent parmi les services les plus importants rendus par la végétation, mais ces fonctions sont de moins en moins bien remplies dans de nombreux milieux. Dans les Alpes du Sud françaises, de vastes affleurements marneux sont soumis à une érosion hydrique intense qui provoque chaque année la perte de quantités considérables de sol et menace les biens et les personnes en aval des bassins versants. Face à la dégradation des milieux, de nombreuses opérations de restauration écologique sont menées afin de rétablir les fonctions des écosystèmes et d'assurer un contrôle durable de l'érosion. Depuis une dizaine d'années, le rôle des traits fonctionnels dans le fonctionnement des écosystèmes fait l'objet d'un questionnement important en écologie et motive de nombreuses recherches. Les traits fonctionnels déterminent à la fois la réponse des espèces végétales aux contraintes environnementales et leur effet sur les processus des écosystèmes. Ils permettent également la généralisation et la modélisation des résultats pour une plus grande valeur opérationnelle. Ce travail de thèse s'inscrit dans ce contexte. Il a pour objectif de mieux comprendre les relations entre les traits fonctionnels des plantes et, d'une part leur réponse aux contraintes érosives, d'autre part, leur effet de protection contre l'érosion. La résistance des espèces végétales au déracinement et à l'ensevelissement lors d'épisodes érosifs intenses ainsi que leurs fonctions de stabilisation des sols et de piégeage des sédiments ont ainsi été étudiées sur des espèces herbacées et ligneuses dans leurs premiers stades de développement. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence les traits fonctionnels principaux qui influencent la réponse et l'effet des espèces à/sur l'érosion. Ainsi, des traits décrivant la morphologie du système racinaire, tels que le pourcentage de racines fines, ont pu être reliés à la résistance au déracinement et à la fixation des sols, alors que la forme de croissance et des traits décrivant la morphologie aérienne sont apparus déterminants respectivement dans la résistance à l'ensevelissement sous des sédiments et leur piégeage. Ce travail contribue à approfondir les connaissances en écologie de la restauration appliquée aux milieux érodés de montagne et à améliorer les outils de gestion. En particulier, les résultats peuvent être utilisés pour le diagnostic de la vulnérabilité des milieux à l'érosion ou pour prévoir le succès des opérations de restauration.
1:  UR EMGR - Ecosystèmes montagnards
restauration écologique – marnes – érosion – traits fonctionnels végétaux – services écologiques – déracinement – ensevelissement – fixation des sols – piégeages des sédiments.

Relationships between plant traits and plant functions for erosion control in mountainous restored marly lands
Erosion control and soil retention are listed among the most important ecological services provided by vegetation, but these functions are no longer fulfilled in many environments. In the French Southern Alps, marly lands are subjected to severe hydric erosion that leads to considerable soil losses. Many ecological restoration operations are carried out to restore ecosystem functions and provide long-term erosion control. During the past ten years, the role of plant traits in ecosystem functioning has been a major research topic in ecology. Plant functional traits determine both species response to environmental constraints and species effect on ecosystem processes. Plant traits approach is also interesting in the search for general rules and in ecological modelling, in order to give the results a higher applied value. This PhD comes with this context and aims to better understand the relationships between plant functional traits and both species response to erosive constraints and species effect on soil protection. Species resistance to uprooting and to burial under marly sediment, as well as their functions of soil stabilization and sediment trapping, were studied on herbaceous and woody species in their first stages of development. Results highlighted plant functional traits that mainly influence species response and effect to/on erosion. Plant traits describing root system morphology, such as the percentage of fine roots, have been related to resistance to uprooting and soil reinforcement, whereas growth form and traits describing canopy morphology were determinant in resistance to burial and sediment trapping respectively. This study contributed to deepen our knowledge in restoration ecology applied to mountainous eroded lands and to improve management tools. In particular, results could be used for the diagnosis of land vulnerability to erosion and to predict ecological restoration success
ecological restoration – marls – erosion – plant functional traits – ecological services – uprooting – burial – soil fixation – sediment trapping