UMR CNRS 5805 EPOC
Environnements et Paléoenvironnements
Océaniques et Continentaux

        

Consignes de Sécurité et Numéros d'Urgence
(à l'usage des personnels du laboratoire)

March 8, 2024

Hugo RANDÉ

Richard Michalet

M Dries BONTE, Professeur, Spatial Ecology and Evolution group, Université de Gent, Examinateur
Mme Hélène FREROT, Maîtresse de conférences, Université de Lille, CNRS, Rapporteure
M Pierre LIANCOURT, Chargé de recherche, State Museum of Natural History Stuttgart, Rapporteur
M Christophe NGUYEN, Directeur de recherche, INRAE équipe BIONET Villenave d'Ornon, Examinateur
M Richard MICHALET, Professeur, Université de Bordeaux, Directeur de thèse
M Florian DELERUE, Maître de conférences, ENSEGID Bordeaux, Invité

Les interactions entre plantes dans les milieux impactés par les métaux/métalloïdes dépendent de nombreux facteurs et sont encore très peu connues. Tout d'abord elles semblent dépendre du niveau de pollution métallique du milieu, mais aussi des stratégies fonctionnelles végétales des plantes interagissant. D'autre part, les plantes peuvent avoir plusieurs types d'effets sur leur environnement proche, effets s'exprimant à des temporalités différentes. En effet, les plantes ont un effet immédiat via leur canopée et racines sur les ressources et le microclimat à proximité. Aussi, au cours d'une saison de végétation, les plantes peuvent avoir des effets liés à la production de la litière et sa décomposition dans les sols sous leur canopée. A plus long-terme, lorsque ce cycle de production/décomposition est répété au fil des années, les plantes vont avoir un effet lié à la dynamique de la matière organique dans les sols. Dans cette thèse, notre objectif principal était de différencier ces effets, et de comprendre comment les stratégies fonctionnelles végétales des plantes pouvaient influencer les différents effets en jeu le long de gradients de pollution métallique. Nous avons étudié ces effets pendant trois années (entre 2020 et 2022) dans une ancienne vallée minière des Pyrénées Ariégeoises (Sentein, France). Dans cette zone d'étude, nous avons étudié les interactions entre plantes par des méthodes observationnelles et de transplantations de cibles avec contrôle de la présence de canopée et/ou de la litière des plantes, sur trois sites d'étude : un terril avec une pollution homogène et deux zones de résidus miniers avec des pollutions hétérogènes créant un gradient de pollution. Le long des gradients étudiés, les effets de canopée et de prélèvement racinaire ont suivi l'Hypothèse du Gradient de Stress, passant de la compétition à la facilitation avec l'augmentation de la pollution. Cette facilitation était d'autant plus forte que les espèces produisant l'effet sont dites « exploitatrices » (en lien avec l'exploitation des ressources du sol et Leaf Economic Spectrum), et bénéficiait le plus aux plantes les moins tolérantes aux métaux. Les effets positifs étaient surtout liés à l'amélioration des conditions microclimatiques lors d'épisodes chauds et secs en été. Concernant les effets liés à la production et décomposition des litières, des effets négatifs sur les plantes cibles ont été démontrés, suggérant des effets dits d'allélopathie élémentaire, et liés à la forte concentration en éléments métalliques dans les litières en décomposition. Ces effets négatifs de litière étaient maximums dans les milieux les moins pollués où les plantes métallophytes accumulatrices (qui ont des fortes teneurs en métaux dans leurs feuilles) et les plantes moins tolérantes aux métaux interagissaient. Ils étaient particulièrement marqués pour les cibles sensibles à la pollution métallique. Les résultats de cette thèse donnent des pistes potentielles pour utiliser la facilitation dans un cadre de phyto-management de milieux pollués par les métaux/métalloïdes, en prenant en compte explicitement les stratégies fonctionnelles végétales des plantes en interactions et le niveau de pollution en jeu. Des résultats obtenus pendant la canicule de 2022 nous donnent aussi une bonne vision des évolutions attendues des différents effets impliqués dans les interactions entre plantes dans les écosystèmes métallifères dans un contexte de changement climatique.

interactions plante-plante, métaux/métalloïdes, éléments traces métalliques, stratégies fonctionnelles végétales, hyper-accumulation, allélopathie élémentaire, améliorations microclimatiques, tolérance au stress, hypothèse du gradient de stress, facilitation

https://theses.fr/api/v1/document/2024BORD0032