Projet 

La thèse s’inscrit au cœur du projet ANR (JCJC) IMPRINT « IMpacts des PRocessus mIcroclimatiques sur la redistributioN de la biodiversiTé forestière en contexte de réchauffement du macroclimat ».

Le site internet du projet : http://microclimat.cnrs.fr/

Sujet de la thèse

« Modélisation du microclimat forestier et conséquences sur la flore du sous-bois en contexte de changement climatique »

Résumé 

Dans les forêts, les températures microclimatiques locales vécues par les plantes du sous-bois diffèrent des températures macroclimatiques mesurées en milieu ouvert par les stations météorologiques. Les canopées tamponnent les températures extrêmes, avec des maximums plus frais et des minimums plus chauds à l’intérieur des forêts denses. En utilisant des mesures in situ du microclimat dans 157 placettes de trois forêts françaises, nous avons d’abord testé l’hypothèse selon laquelle le microclimat peut être bioindiqué par la composition de la communauté végétale à l’aide de valeurs indicatrices écologiques, mais cette bioindication a une applicabilité limitée pour la température microclimatique à l’intérieur des forêts. Deuxièmement, nous avons développé une nouvelle approche statistique pour modéliser la température microclimatique. Notre méthode « pente et équilibre » repose sur la relation linéaire entre la température du microclimat et celle du macroclimat. Nous avons utilisé des descripteurs issus d’inventaires forestiers pour modéliser l’effet tampon (moins extrême) ou amplificateur (plus extrême) de la température microclimatique par rapport aux fluctuations macroclimatiques dans 13 forêts feuillues ou résineuses d’un réseau de suivi à long terme des forêts françaises (RENECOFOR). Troisièmement, nous avons utilisé cette méthode pour spatialiser la température du microclimat à une résolution de 10 m sur une forêt de 2700 ha près de Blois, en utilisant trois mesures de la structure forestière dérivées du LiDAR (détection par ondes lumineuses) : hauteur maximale, indice de surface végétale et indice de complexité verticale. Enfin, nous avions étudié la réponse des plantes du sous-bois à cet effet de tampon ou d’amplification du microclimat. Nous avons observé un changement de préférence microclimatique le long d’un gradient d’affinité forestière pour les plantes vasculaires. Les bryophytes préfèrent presque systématiquement les températures microclimatiques tamponnées. Pour les bryophytes comme pour les plantes vasculaires, plus les températures sont tamponnées, plus la proportion de spécialistes de l’intérieur de la forêt est élevée. La gestion forestière peut renforcer ou atténuer les effets du changement climatique sur les communautés végétales en amplifiant ou en tamponnant la température microclimatique.

Publications de la thèse :

Gril, E., Spicher, F., Greiser, C., Ashcroft, M. B., Pincebourde, S., Durrieu, S., Nicolas, M., Richard, B., Decocq, G., Marrec, R., & Lenoir, J. (2023). Slope and equilibrium: A parsimonious and flexible approach to model microclimate. Methods in Ecology and Evolution, 14(3), 885–897. https://doi.org/10.1111/2041-210X.14048

Gril, E., Laslier, M., Gallet-Moron, E., Durrieu, S., Spicher, F., Le Roux, V., Brasseur, B., Haesen, S., Van Meerbeek, K., Decocq, G., Marrec, R., & Lenoir, J. (2023). Using airborne LiDAR to map forest microclimate temperature buffering or amplification. Remote Sensing of Environment, 298, 113820. https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113820

Références

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Greiser, C. et al. 2018. Monthly microclimate models in a managed boreal forest landscape. – Agric. For. Meteorol. 250–251: 147–158.

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Lembrechts, J. J. et al. 2019. Incorporating microclimate into species distribution models. – Ecography 42: 1267-1279.

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Marrec, R. et al. 2015. Crop succession and habitat preferences drive the distribution and abundance of carabid beetles in an agricultural landscape. – Agric. Ecosyst. Environ. 199: 282–289.

Potter, K. A. et al. 2013. Microclimatic challenges in global change biology. – Glob. Change Biol. 19: 2932–2939.

Zellweger, F., De Frenne, P., Lenoir, J., Vangansbeke, P., Verheyen, K., Bernhardt-Römermann, M., Baeten, L., Hédl, R., Berki, I., Brunet, J. and Van Calster, H., 2020. Forest microclimate dynamics drive plant responses to warming. Science, 368(6492), pp.772-775.