Les adaptations des Jussies

(1)

Les adaptations des Jussies

aux différents contextes

hydrogéomorphologiques et leurs implications pour la gestion

Jacques HAURY

Roland MATRAT

Avec les collaborations de Jean-Patrice DAMIEN PNR Brière, Julie COUDREUSE, Hervé NICOLAS & Michel BOZEC Agrocampus Ouest, Alain DUTARTRE Cemagref Bordeaux,

Elisabeth LAMBERT CEREA Angers

Benjamin BOTTNER IAV La Roche-Bernard Hervé NICOLAS AO Rennes

Séminaire IBMA – Avril 2010

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Introduction : suite au pgm INVABIO

• En fait revisiter cette notion d’adaptation à travers des études de cas

• Insister sur la variabilité morphologique des Jussies et leurs capacités d’adaptation / problème croissant en milieux terrestres

• Poser quelques questions

– Sur la cartographie à grande échelle (télédétection

satellitaire et hyperspectrale) des répartitions des formes et des risques pour aider à la gestion de larges espaces

– Sur la production en fonction des milieux – Sur la reproduction sexuée

• Et envisager les implications sur la gestion à partir d’une expérimentation de restauration

• … En partenariat et à la demande des gestionnaires

(3)

Les deux espèces

Ludwigia grandiflora

(Michx.) Greuter & Burdet (1987) subsp. hexapetala (Hook. & Arn.)

Nesom & Kartesz 2000

Fleurs de 4 à 5 cm, pilosité repérable, feuilles assez aiguës Stipules en triangle

Ludwigia peploides (Kunth) Raven

subsp. montevidensis (Spreng.) Raven 1963

Fleurs plus petites, moindre pilosité, feuilles plus arrondies et souvent luisantes

Stipules arrondies

NB mêmes caractères (plus visibles) sur les bractées des

pédoncules des capsules / stipules

(4)

8,3

16,7

10,8 31,2 20,5

8,4 4,1

Lacs artificiels, étangs, gravières Lacs naturels et étangs

Rivières Boires

Canaux et fossés Marais

Prairies humides

Les 2 Jussies en France

% de biotopes colonisés

(Dutartre,

Ancrenaz, 2002)

•La Jussie faux Pourpier est plutôt méditerranéenne

•L’autre Jussie est surtout atlantique et ligérienne, et apparaît comme plus compétitive

• (Dandelot & al., 2005)

(5)

Partie aval de la rivière Don (Loire-Atlantique)

L. grandiflora

Anse  fo.

aquatiques

Boire  fo.

intermédiaires

Prairie humide

 fo. terrestres

Bras morts de grands cours d’eau

Prairies humides

1 – Variabilités morphologiques des Jussies

(6)

Forme aquatique en rosettes Forme aquatique dressée

Forme terrestre rampante

Ludwigia grandiflora ssp. hexapetala / variabilité phénotypique

Forme prairiale pâturée

(7)

Variabilités morphologiques de L. hexapetala

sur le seul site du Don aval

(8)

Les deux formes principales de Jussie à Apigné sur substrat sableux

Forme aquatique : faible ancrage

Forme émergée des grèves : fort

ancrage, tiges et feuilles « ramassées »

Photos de bordure d’étang asséché  forme terrestre « par

défaut »

(9)

Quelques conséquences sur la gestion

• De très petits fragments peuvent former des

boutures : ex. feuille avec son bourgeon axillaire !

• Savoir repérer les Jussies à tous les stades !!!

Formation des observateurs, notamment sur les formes peu fréquentes (pâturées, de grèves, …) et sur les confusions (par exemple avec la

Menthe aquatique)

• Une fois l’espèce implantée, elle perdure !

• Gérer les risques liés aux régimes hydrologiques comme à la connectivité entre milieux.

(10)

2 -

DISTRIBUTION DE LA JUSSIE AU SEIN DES MARAIS

Réflexions sur l’invasibilité et la dynamique de colonisation :

Haury & al., 2009

Besoins en cartographie à large échelle : Télédétection satellitaire et hyperspectrale

Travaux en cours IAV-Agrocampus Ouest

(11)

0 20 40 60 80 100 120

Herbier Jussie 100% Berge Dépression (trou d'eau) Herbier Jussie + qq spp. Prêle Cariçaie Saussaie Fossé Glycériaie Fossé: forte colonisation Phalaridaie Etang Glycériaie Fossé: faible colonisation Zone prairiale Phragmitaie Glyceriaie-Phragmitaie

type d'habitat

%

Etat des lieux 2003

% Recouvrements Jussie

• Milieux aquatiques et de transition très colonisés (sauf encore l’étang)

• Fossés et cariçaie, ceintures d’étangs, …

• Peu de colonisation dans les roselières, les prairies

(12)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Glyceriaie-Phragmitaie Cariçaie Phragmitaie Zone prairiale Prêle Saussaie Glycéraie Berge Phalaridaie Fossé: forte colonisation Etang Herbier Jussie + qq spp. Fossé: faible colonisation Fossé Glyceraie Dépression (trou d'eau) Herbier Jussie 100%

Richesse

Richesse spécifique

Types d’habitats

Richesse spécifique (hors Jussie)

• Milieux peu colonisés : plus grande richesse

• Relations inverse entre recouvrement de Jussie et richesse spécifique

(13)

Répartition de la jussie sur le marais

en 2003

} En 2002

Colonisation supplémentaire en

2003

2009

Très fortes colonisations (vision très partielle) 25 – Cartes états 2002 & 2003

Quelques évolutions 2009

(14)

2009 2003 2003

2005

(15)

3 – Production et productivité en fonction des milieux

Comment évaluer les productions et les possibilités d’intervention pour conseiller les gestionnaires ?

E. Lambert et al., 2009

(16)

3 échelles d’hétérogénéité et de quantification

(1) : Variation dans les sites

Importance de la typologie locale et des connexions

Différentes biomasses dans les biotopes du site de la rivière Don (octobre 2001)

0 1000 2000 3000 4000 5000

Anse de la rivière Boire Prairie humide g MS/m²

(17)

Arrachage manuel Utilisation de

bateaux

Arrachage manuel

Gestion mécanique et/ou manuelle

fonction de la superficie

à traiter

Extraction difficile  arrachage

manuel

Arrachage manuel fonction

de

l’humidité du sol Directives générales

Faible profondeur

Substrats organique ou sable

Avec vent et/ou vagues

Sans vent ou

vague Emersion

Substrat rugueux Profondeur

importante

Biomasse faible généralement

bonne accessibilité

Faible biomasse

<500 g MS.m^-2

Faible biomasse

<500 g MS.m^-2

Biomasse importante

>2 000 g MS.m^-2

Biomasse variable

(18)

4 – Qu’en est-il de la fertilité ?

La plasticité phénotypique s’accompagne-t- elle de modifications génétiques ?

Y a-t-il risque d’apparitions d’hybrides encore plus agressifs/adaptables ?

(19)

Deux espèces à degré d’autogamie (autopollinisation populationnelle)

différent

• L. peploides diploïde autogame  reproduction sexuée et formation de plantules dès qu’on a des conditions climatiques favorables

• L. grandiflora décaploïde  d’après les travaux de Dandelot, allogame (stricte ou préférente).

Mais reproduction sexuée observée sur le terrain  croisement de populations ? Ou

restauration de capacité autogamique (et dans ce cas diversification génétique ?) ?

• Expérimentalement possibilité de reproduction croisée avec fourniture de graines viables  hybrides sur le terrain ???

(20)

1 cm

Germination © Cemagref en conditions expérimentales

Germination © Cemagref sur le terrain (Mazerolles)

(21)

Viabilité des graines et taux de germination (cf Ruaux et al. 2008)

• Beaucoup de populations produisent des capsules, et ceci pour les deux espèces

• Il y a formation de graines viables dans beaucoup de cas

• La viabilité des graines ne semble pas dépendre des biotopes de récolte des capsules entre population

immergée (au moins la plupart du cycle) et émergée après inondation (étude en cours).

• On ne sait rien sur la fertilité des populations des grèves.

Conséquences pour la gestion :

•Intervenir avant la fructification si la formation de graines viables est avérée

•Raisonner aussi dissémination des capsules !

(22)

5 - Etude Jussie Terrestre Marais de Mazerolles

Jacques HAURY, Julie COUDREUSE, Michel BOZEC

Participation : Jean-Luc MAISONNEUSE (EDENN), Jean Gilles RIALLAND & Pierre HOFLACK (Domaine de Mazerolles) Financement partiel : DREAL Pays de la Loire, Roland MATRAT

Données non publiées

Comment restaurer des milieux envahis par les formes terrestres des Jussies ?

(23)

(24)

Quelques vues de

l’expérimentation

(25)

- Tous traitements => augmentation diversité floristique

- Rotavator => augmentation accrue / témoin -Cycle saisonnier visible sur l’année 2008 - En 2009, diminution de la richesse spécifique

En 2008

De façon générale, témoins et seulement broyé montrent une moindre richesse.

Le passage du rotavator est en général favorable à la richesse spécifique.

On n’a pas d’apparition saisonnière d’espèces sur la période juillet-octobre Les espèces dominantes sont des annuelles pour une grande part.

En 2009, une moindre richesse spécifique (même si quelques espèces nouvelles peu présentes apparaissent)  Hypothèses de la compétition avec la Jussie,

mais surtout les Bidents, et plus d’effet « perturbation intermédiaire » liée aux travaux.

RS selon traitement (moyenne+/-es)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

B Bm BR BRh BRm BRmh BRs Tem

a a

b b

a b b

c

RS selon campagne (moyenne +/- es)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

juil 08 août 08 oct 08 nov 08 juil 09 oct 09

a a a

b b

c

Demande récurrente d’aide au suivi technologique de restauration

De ces modalités ou d’autres (bâches), modalité et efficacité de l’arrachage

(26)

Discussion, perspectives, conclusion

• Observations de germinations de Jussie en Juillet 2008, mais pas du tout en 2009

• Recolonisation importante de l’Agrostide stolonifère qui avait été préconisée (mais pas de graines disponibles)

• Très forts développements des Bidents.

• Pas vu de capsules formées dans les parcelles (dont les

témoins de 2008)  pas de germinations observées en 2009

• GENERALISATION

• Restauration de prairies graminéennes humides

• Gestion globale du site Natura 2000 / invasions biologiques

• Extension à d’autres zones où il y a une demande de récupération de prairies (Arz) par les agriculteurs 

importance de la cartographie

• Autres luttes : arrachage en eau, pose de bâche plastique (?)

• Restauration avec graines de foin de prairies humides ?

Effets site et année hydrologiques majeurs / gestion

(27)

En somme, …

• Un complexe génétique en pleine évolution à toutes les échelles et tous les niveaux

d’organisation biologique !!!!

• Un problème émergent : les formes terrestres

de Jussies : cartographie des distributions et

des risques, expérimentations de restauration

(28)

Une possibilité de programme de recherche à moyen terme : la

cartographie des zones colonisées et à risques par les invasives

• Travaux en cours en recherche de financement

• Moyen terme : 3 ans, mais modulable

année après année  forte transposabilité

méthologique pour les zones difficilement

accessibles inondables mais inaccessibles

par bateaux

(29)

Spectres de réflectance des espèces végétales aquatiques (2009)

Redon le 1 juillet

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

400 500 600 700 800 900

longueur d'onde (nm)

réflectance

Lemna minor glycérie feuilles couchées

glycérie feuilles dressées

acore (+ prele) iris

roseau carex

nénuphar (dressées et flottantes)

jussie (fleurs):

Gannedel jussie (fleurs et reste): Murin jussie: Glénac

(30)

Toutes les espèces végétales indigènes se distinguent entre elles

Analyse discriminante pour les données des espèces végétales aquatiques

-5 0 5 10 15

-4-202468

1st discriminant function

2nd discriminant function

jus jusjusjus

jus jus

jus jusjus jus jus

jus

jus jus jusjus jusjus jusjusjusjusjusjus

jusjus jus

jus jusjus jusjusjusjusjusjusjus

jus jusjusjusjusjus jusjusjus jus

jusjus jus jusjusjusjusjusjus jusjus

jusjusjusjus jusjusjus jusjusjusjus jusjus jusjus jusjus

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jus gly

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cacaca caca ca

cacaca caca

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roro rororo roro

ro ro ro ro

ro ro

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ro ac ac ac

acac ac acacacacacacacac

ac ac

acac ac acacacacacacac

jus jusjusjus

jus jus

jus jusjus jus jus

jus

jus jus jusjus jusjus jusjusjusjusjusjus

jusjus jus

jus jusjus jusjusjusjusjusjusjus

jus jusjusjusjusjus jusjusjus jus

jusjus jus jusjusjusjusjusjus jusjus

jusjusjusjus jusjusjus jusjusjusjus jusjus jusjus jusjus

jus jus jusjusjusjus jus

jus gly

glygly glyglygly gly

gly glyglygly

glygly gly

glyglyglygly gly glyglyglyglyglyglyglygly

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nen nen

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cacaca caca ca

cacaca caca

cacacaca ca cacaca ca ro

roro rororo roro

ro ro ro ro

ro ro

ro ro ro ro roro roro roro

ro

ac ac ac

acac ac acacacacacacac

Juillet : analyse avec la jussie

-5 0 5 10 15

-50510

gly gly gly

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glyglyglyglygly glyglyglyglyglyglyglygly glyglygly gly gly

nen nen

nen nennennen

nen

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cacaca ca ca ca

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cacacacaca ca ca

ca cacaca ca

roro

ro roro

roro roro rorororo

roro ro

ro

roro ro ro ro rororo

ro ro

ac acac acacac ac

acacacacacac

Juillet: analyse sans la jussie

Confusions Espèce déterminée

jus : jussie ; nen : nénuphar ; ir : iris ; ca : carex ; ro : roseau ; gly : glycérie ; ac : acores

La jussie se distingue des autres espèces

(31)

-10 -5 0 5

-2024

jaR jaR jaRjaR

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jtGjtG jtGjtGjtG jtGjtG jtG

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jtG jtG

jtG jtG jtG

jtG

jtG jtG jtG

jtG

jtGjtG

jtG

jtG jtG

jtG jtGjtG

jtG jtG jtG jtG

jtG jtG jtG

jtG

jtG jtG jtG jtG

jtG jtGjtGjtG

jtG jtG jtG jtG

Analyse discriminante (validation)

Confusions

Milieu de développement

terrestre

aquatique

Espèces

L. grandiflora L. peploides

jtG : jussie terrestre sur Goulaine

jaG : jussie aquatique sur Goulaine

jtR : jussie terrestre sur Redon jaR : jussie aquatique sur

Redon

Distinction des deux espèces de jussie entre elles

Distinction des formes de développement de la jussie

(32)

Kilomètre

Image classée (réduite par MNF (14 bandes))

(Méthode SAM)

Pixels non classés Jussie terrestre Lentilles Glycérie

Mélange glycérie – roseau Prairie

Forêt Cultures Arbuste

Analyse hyperspectrale Eau

Beaucoup plus précise

Que les images satellitaires

CONSEQUENCES POUR LA GESTION Identification des zones colonisées

Programmation des interventions y compris

en absence de vérité terrain / larges espaces

(33)

Les adaptations des Jussies