Assemblage des communautés d'arbres des forêts de basse altitude de Nouvelle-Calédonie face à un environnement hétérogène dans l’espace et dans le temps
Tree community assembly in New Caledonia's lowland forests facing a heterogeneous environment in space and time
Résumé
The aim of this thesis is to study how spatio-temporal variations of the environment affect the composition of New Caledonia's fragmented lowland forests, using a multi-scale approach - regional, landscape, local scales - and by integrating deterministic and stochastic aspects of ecological dynamics. Using a functional approach, we first analyze how regional and local water availability gradients influence community assembly processes from the regional species pool. In a second step, we combine empirical data and mechanistic modelling to assess the temporal effect of fragmentation and habitat loss on neutral extinction-immigration dynamics and environmental filters. At the local scale, we analyze the successional trajectories guiding the spatio-temporal dynamics of forest recolonization on degraded environments under the influence of edge effects. At the regional level, we show that variations in annual rainfall patterns generate environmental filters that determine the composition of species subpools at the landscape level. Topography then plays a major role in assembling communities at the landscape level, filtering species according to their drought resistance or resource use strategies based on the precipitation context. The balance between immigration and extinction in communities depends on landscape structure, but these stochastic processes are slow, and we show that their influence is delayed in case of rapid landscape change. On the other hand, edge creation affects environmental filters and entails rapid changes community composition. Finally, our results reveal that the recolonization of the forest on disturbed environments follows a succession trajectory driven by deterministic processes, and characterized by a transition from stress resistance to competition for light. Overall, this thesis provides new elements for understanding the spatio-temporal dynamics of New Caledonia's forests, as well as for planning their conservation.
L’objectif de cette thèse est d’étudier comment les variations spatio-temporelles de l’environnement affectent la composition des forêts fragmentées de basse altitude de Nouvelle-Calédonie, en utilisant une approche multi-échelle – échelles régionale, du paysage, locale – et en intégrant les aspects déterministes et stochastiques de la dynamique écologique. En utilisant une approche fonctionnelle, nous analysons dans un premier temps comment les gradients de disponibilité hydrique régionaux et locaux influencent les processus d’assemblage des communautés à partir du pool d’espèces régional. Dans un second temps, nous associons données empiriques et modélisation mécaniste pour évaluer l’effet temporel de la fragmentation et la perte d’habitat sur les dynamiques neutres d’extinction-immigration et les filtres environnementaux. A une échelle plus locale, nous analysons les trajectoires de succession guidant la dynamique spatio-temporelle de recolonisation de la forêt sur les milieux dégradés sous l’influence des effets de lisière. A l’échelle régionale, nous montrons que les variations dans le régime annuel de précipitations génèrent des filtres environnementaux qui déterminent la composition des sous-pools d’espèces à l’échelle du paysage. La topographie joue ensuite un rôle majeur dans l’assemblage des communautés à l’échelle du paysage, en filtrant les espèces selon leurs stratégies de résistance à la sécheresse ou d’utilisation des ressources en fonction du contexte de précipitations. L’équilibre entre immigration et extinction dans les communautés dépend de la structure du paysage, mais ces processus stochastiques sont lents, et nous montrons que leur influence est retardée en cas de modification rapide du paysage. En revanche, la création de lisières affecte les filtres environnementaux et modifie rapidement la composition des communautés. Enfin, nos résultats révèlent que la recolonisation de la forêt sur les milieux perturbés suit une trajectoire de succession guidée pas des processus déterministes, et définie par une transition depuis la résistance au stress vers l’influence croissance de la compétition pour la lumière. Dans l'ensemble, cette thèse apporte de nouveaux éléments pour la compréhension de la dynamique spatio-temporelle des forêts de Nouvelle-Calédonie, ainsi que pour la planification de leur conservation.