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: UMR 7618, Bioemco, Institut pour la Recherche et le Développement, 32 avenue
Henri Varagnat, 93 143 Bondy, charlene.heiniger@ird.fr
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: UMR 7179, Mécanismes adaptatifs, Muséum National d’Histoire Naturelle, 4
avenue du Petit-Château, 91800 Brunoy, ponge@mnhn.fr
Introduction
Face à l’augmentation de la pression anthropique sur l’environnement, il est urgent de clarifier les processus structurant les assemblages locaux d’espèces et déterminant leur diversité. Il a été montré chez plusieurs groupes que la structure du paysage influence la biodiversité au niveau local. Cependant, la plupart des études réalisées dans ce domaine se penchent sur des organismes de grande taille, facilement observables sur le terrain et nos connaissances sur les animaux du sol restent restreintes. L’objectif de ce projet est de déterminer l’importance relative des processus clés de la structuration des communautés (sélection d’habitat, dispersion et interactions entre espèces) de la mésofaune du sol. Au sein de cet ensemble diversifié, nous avons choisi le groupe des collemboles comme modèle car il montre plusieurs caractéristiques intéressantes. Tout d’abord, il est relativement bien connu taxonomiquement, avec des espèces très diversifiées morphologiquement et adaptées à différents compartiments du sol. De plus, une communauté complète peut être échantillonnée dans un petit volume de sol. Enfin, il comprend des espèces qui participent au recyclage de la matière organique et à la régulation des microorganismes.
Cette étude reprend la théorie des règles d’assemblage et l’applique à notre modèle en interaction avec la structure et la dynamique du paysage. L’hétérogénéité du paysage est connue pour être un facteur qui influence positivement la biodiversité régionale. Plus un paysage est diversifié, plus il comprend d’habitats différents, donc de niches et d’espèces différentes. Paradoxalement, dans une précédente étude, Ponge et al. (2003) montrent que la biodiversité locale des collemboles chute avec la diversification du paysage. L’hypothèse proposée est que les paysages les plus diversifiés sont aussi les plus dynamiques. Le déficit de biodiversité au niveau local serait dû au passage trop récent d’une parcelle agricole à une parcelle forestière (et inversement), ce qui n’aurait pas encore permis la recolonisation de toutes les espèces potentiellement présentes. Quelle est l’influence de la fragmentation de l’habitat sur la diversité locale des collemboles ? Existe-t-il une dimension temporelle importante liée à la recolonisation des espèces? Nous voulons tester l’hypothèse selon laquelle les habitats les plus jeunes montrent une biodiversité plus faible à situation de fragmentation égale. Si cela est vérifié, et à condition que des modifications majeures du sol n’interviennent pas en rapport avec l’âge ou la fragmentation, la dispersion serait la principale contrainte structurant les assemblages locaux d’espèces de collemboles dans ce type de paysage dynamique.
Matériel et méthodes
Pour répondre à ces questions, nous avons mis en place un plan d’échantillonnage qui fait varier d’une part l’habitat (agricole/forestier) et sa fragmentation et d’autre part l’âge de l’habitat cible. Le Parc Régional du Morvan (Bourgogne), déjà étudié pour ces aspects, semble idéal car le paysage y est dynamique (déprise agricole et plus rarement déboisement) et présente une structure diversifiée. Une cartographie dynamique de cette
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région a été effectuée grâce à un jeu de photos aériennes allant de 1948 à 2008. Elle distingue finement les habitats forestiers des habitats agricoles et leur attribue une catégorie d’âge (« vieux » : en place depuis 1948 et « jeune » : en place depuis 30 à 40 ans). Nous avons pu mettre en évidence 13 situations (6 forestières et 7 agricoles) qui constituent notre plan d’échantillonnage. Pour chaque situation, nous avons pu trouver trois à cinq réplicats de terrain (Figure 1) pour un total de 63 stations échantillonnées en juillet 2010. A chaque point d’échantillonnage, des données ont été récoltées pour caractériser l’habitat ciblé (physico-chimie du sol). Une carotte de sol a été prélevée pour extraction au laboratoire (Berlèse) afin de récupérer l’ensemble de la faune du sol. Les échantillons ont ensuite été triés à la loupe binoculaire, les collemboles ont été préparés pour l’observation microscopique et identifiés à l’espèce.
Résultats préliminaires
L’analyse des données caractérisant les stations (pH, phosphore assimilable, CEC, rapport C/N, humidité et température in situ) montre des différences entre les deux grands types d’habitat (agricole et forestier) pour toutes les variables testées excepté pour le phosphore assimilable. En revanche, au sein de chaque habitat, la majorité de ces variables ne varie pas avec la fragmentation et l’âge des milieux. Nous pouvons donc dire que les seuls facteurs qui pourront influencer la diversité des collemboles sont bien les deux facteurs que nous voulons tester c’est à dire le taux de fragmentation de l’habitat et son âge.
Pour les stations forestières, la comparaison à deux facteurs de la richesse spécifique montre que l’âge de l’habitat a un effet significatif. En effet, il existe un plus grand nombre d’espèces dans les stations anciennes que dans les stations qui ont récemment été reboisées. En revanche, la fragmentation de l’habitat n’influence pas le nombre d’espèces présentes. Ni l’âge de l’habitat, ni son taux de fragmentation n’ont d’effet sur la richesse spécifique des collemboles en milieu agricole.
Ces résultats préliminaires suggèrent qu’il existe des processus bien distincts qui influencent la diversité des collemboles dans les deux milieux. Les caractéristiques des espèces liées à la dispersion et à la sélection d’habitat ainsi que la structure et la composition des communautés pourront nous donner de plus amples informations. De même, la description fine de la mosaïque paysagère environnant nos stations sera un autre élément qui nous permettra de comprendre les patrons de distribution des espèces.