Biodiversity assessment following a naturality gradient of riverbank protection structures in French prealps rivers

Erosion control of riverbank is frequently necessary to protect human investments situated along rivers. The technique chosen for such erosion control construction may have major impacts on biodiversity and on the functioning of river corridors. Even if there is agreement, that biodiversity should be one criterion for choosing embankments techniques little is known about whether such techniques can accommodate biodiversity. We aimed to determine coleopteran and plant taxonomic diversities along a naturality gradient of riverbank protection systems, ranking from entirely civil engineering structures, through combined constructions (mixing civil engineering and bioengineering), to purely bioengineering structures. Fifteen sites (five sites of each technique) were sampled in the Rhône-Alpes region (S.E. France). On each site, vegetation was sampled along three transects from the bottom to the top of the riverbank and flying beetles by trapping. In total, we recorded 148 plant species and 78 beetle genera. We found significantly lower animal and plant diversities within civil engineering constructions than in the other two techniques. Diversities of both techniques tended to be higher, although not significantly, in combined techniques than in purely bioengineering ones. Furthermore, civil engineering structures were more subject to invasion by exotic plant species than the two other techniques. These results quantify and highlight the interest of bioengineering techniques compared to civil engineering in enhancing biodiversity and limiting invasive species techniques

Control of invasive Asian Knotweeds with ecological engineering methods: feedbacks from experimental restoration of invaded riverbanks

Classées parmi les pires espèces exotiques envahissantes de France et d’Europe, les Renouées asiatiques sont en pleine expansion. L’efficacité relative et le coût des techniques de contrôle traditionnelles poussent les praticiens à se tourner vers d’autres solutions. La lutte via la restauration d’une ripisylve pérenne a fait l’objet de nombreux essais. Il s’agit le plus souvent du bouturage de Saules ou de la plantation de jeunes arbustes sur des taches de Renouées asiatiques, associés ou non à un prétraitement (fauche, arrachage ou pose de géotextile). Le présent article se propose de discuter de l’efficacité de ces méthodes à la lueur d’expérimentations menées de 2011 à 2014. Dix placettes expérimentales ont été installées pendant l’hiver 2011-2012 afin de tester l’efficacité du bouturage de Saule des vanniers pour le contrôle des Renouées asiatiques. Une partie de ces placettes a fait l’objet d’un décaissement de surface et des fauches ont été pratiquées. Depuis 2012, un suivi régulier des Saules et des Renouées asiatiques est effectué. Au niveau des Saules, en dehors de problèmes d’herbivorie par les Ragondins, leur croissance rapide a permis d’obtenir un couvert végétal recouvrant les Renouées à partir de la deuxième ou de la troisième année, permettant ainsi de supprimer les fauches sur certaines placettes. Ces résultats prouvent qu’il est possible d’implanter de façon pérenne une espèce compétitrice au sein d’un espace infesté par les Renouées. Le décaissement préalable n’a pas d’effet très sensible sur le succès des Saules vis-à-vis des Renouées. Ce retour d’expérience montre que la restauration d’une communauté végétale arbustive peut réduire significativement la vigueur des Renouées asiatiques. L’abandon de certaines placettes en raison d’une forte pression des Ragondins ainsi que les différences observées sur le rythme de croissance des Saules, témoignent du caractère multifactoriel de la réussite de ce type d’ouvrage de génie écologique. Ces résultats illustrent également les effets de facilitation qu’il peut y avoir entre espèces invasives (ici entre Renouées asiatiques et Ragondins)Considered among the 100 worst invasive species in the world, Asian Knotweeds are spreading in France and Europe. Asian Knotweeds are mostly found along riverbanks, which represent a big issue as these habitats are considered as ecotones and welcome a high biodiversity. The poor efficiency of traditional management methods drives managers to find alternative solutions. Knotweed control through the restoration of a riparian plant community has raised interest and numerous essays have been conducted since these 15 last years. Based on ecological engineering methods, they consist in planting Salix cuttings or young seedlings on Knotweed patches. Successes and failures can be observed but no explaining factors are known. This article aims at testing the efficiency of such methods in the light of ten experiments followed from 2011 to 2014. Ten experimental works have been put in place in order to test the efficiency of ecological engineering methods to control Asian Knotweeds. Cuttings of a pioneer riparian species, Salix viminalis, have been planted during winter 2011-2012 in order to enhance the development of a competitive plan cover. Rhizomes from half of these experiments have been extracted and exported in order to reduce Knotweed underground biomass. Survival and growth of Salix cuttings were facilitated through regular mowing. Vegetative height was measured twice a year from 2012 to 2014 on Salix and Knotweeds. Out of problems with Coypu, high Salix growth allowed a dense vegetal cover to overgrow Knotweed canopy after two or three years. Mowing could even be stopped on some experimental works. These results show that it is possible to plant a competitive species on Knotweed stand. Data measured on Knotweeds reveal noteworthy effect on their performance. Rhizome extraction has no significant effects on Salix success over Knotweeds. Our results are encouraging as they confirm the potential of restoring a native competitive plant cover to control Asian Knotweeds. Coypu impacts and differences observed on Salix growth reveal that success of such methods is multifactorial. From a theoretical point of view our experiment illustrates the invasive legacy as Coypu could facilitate Knotweed invasio

The beaver's menu: species and spatial selection of a European beaver population and implications for riverbank bioengineering

International audienceRiparian ecosystems are of utmost importance for many key ecosystem services, such as nutrient filtering or flood and erosion control. Restoring degraded riverbanks using soil bioengineering techniques initiates secondary succession improving both protection from erosion and riparian ecological functions. These techniques often rely on the settlement of Salicaceae and sometimes Tamaricaceae species that can be strongly impacted by beaver browsing. During the last decade European beaver (Castor fiber) populations have largely grown in France and can thus impact restored riverbanks, leading practitioners to adapt their management strategy. We conducted a study to assess the feeding preference of C. fiber and their browsing spatial pattern in semi natural riverbanks in the French Alps (Isère, France) by measuring browsing impacts along a transect. Our results indicate selective browsing occurrences at two nested spatial scales: firstly, beavers create large preferentially browsed patches (* 8 m diameter) secondly, at a finer scale within these patches, they demonstrate a selective browsing between plant species. Among the species used in soil bioengineering, Myricaria germanica showed the lower browsing selectivity with only 2.5% of browsing probability while Salix eleagnos and Salix pur-purea (10%) and Populus nigra, Salix daphnoides and Salix alba (20%) showed significant higher selectivity by beaver. Our results suggest that within the beaver presence area soil bioengineering techniques should consider adjusting both the composition and the spatial pattern of plant species settlement to mitigate the impacts of beaver on restored riverbanks

Comparison of infrared spectroscopy and laser granulometry as alternative methods to estimate soil aggregate stability in Mediterranean badlands

Soil aggregate stability is a key indicator of soil resistance to erosion, but its measurement remains fastidious for large scale uses. Alternative time and cost-effective methods are thus needed. Our objective was to assess and compare the efficiency of laser granulometry (LG) and soil mid- and near-infrared spectroscopy (MIR/NIR) as alternative methods to assess soil aggregate stability in Mediterranean badland soils. A collection of 75 badland soil samples was used, showing wide variations in soil aggregate stability. Three different categories of measurements were performed: (i) the aggregate breakdown kinetics of the [< 1 mm] size fraction under stirring and sonication, tracked by repeated particle size distribution measurements, using LG, (ii) mid-(diffuse-MIR-DR and attenuate transmitted reflectance — MIR-ATR) and near-(NIR-DR) infrared spectra of the fine soil fraction [< 2 mm] and (iii) the soil aggregate [3–5 mm] stability, using the standardized method (ISO/FDIS 10930, 2012). Partial least squares regression models were used to predict soil aggregate stability using LG data and infrared spectra. Results showed that NIR-DR and MIR-ATR data provided the best prediction model for soil aggregate stability values (RPD = 2.61 & 2.74; R2 = 0.85 & 0.87), followed by MIR-DR data (RPD = 2.24; R2 = 0.89) and finally LG data (RPD = 2.12; R2 = 0.80). For a quantitative use of the models to assign soil samples to standardized soil aggregate stability classes (ISO/FDIS 10930, 2012), infrared spectra also provided the best accuracy, with a misclassification rate below 30% for NIR-DR and MIR-ATR models, while it reached 43% with the LG-based model. The combination of IR and LG data did not yield a better prediction model for soil aggregate stability values and classes. Infrared-based method also provided best results in terms of time-saving strategy, reducing the measurement time to 8 min only. To conclude, infrared spectra (NIR-DR and MIR-ATR) outperformed LG-data to predict soil aggregate stability. Further development of this technique would require calibrating a set of soil-type specific prediction models for a wide range of soil types

Contrôler des renouées invasives par les techniques de génie écologique : retours d’expérience sur la restauration de berges envahies

Control of invasive Asian Knotweeds with ecological engineering methods : feedbacks from experimental restoration of invaded riverbanks. — Considered among the 100 worst invasive species in the world, Asian Knotweeds are spreading in France and Europe. Asian Knotweeds are mostly found along riverbanks, which represent a big issue as these habitats are considered as ecotones and welcome a high biodiversity. The poor efficiency of traditional management methods drives managers to find alternative solutions. Knotweed control through the restoration of a riparian plant community has raised interest and numerous essays have been conducted since these 15 last years. Based on ecological engineering methods, they consist in planting Salix cuttings or young seedlings on Knotweed patches. Successes and failures can be observed but no explaining factors are known. This article aims at testing the efficiency of such methods in the light of ten experiments followed from 2011 to 2014. Ten experimental works have been put in place in order to test the efficiency of ecological engineering methods to control Asian Knotweeds. Cuttings of a pioneer riparian species, Salix viminalis, have been planted during winter 2011-2012 in order to enhance the development of a competitive plan cover. Rhizomes from half of these experiments have been extracted and exported in order to reduce Knotweed underground biomass. Survival and growth of Salix cuttings were facilitated through regular mowing. Vegetative height was measured twice a year from 2012 to 2014 on Salix and Knotweeds. Out of problems with Coypu, high Salix growth allowed a dense vegetal cover to overgrow Knotweed canopy after two or three years. Mowing could even be stopped on some experimental works. These results show that it is possible to plant a competitive species on Knotweed stand. Data measured on Knotweeds reveal noteworthy effect on their performance. Rhizome extraction has no significant effects on Salix success over Knotweeds. Our results are encouraging as they confirm the potential of restoring a native competitive plant cover to control Asian Knotweeds. Coypu impacts and differences observed on Salix growth reveal that success of such methods is multifactorial. From a theoretical point of view our experiment illustrates the invasive legacy as Coypu could facilitate Knotweed invasion.Classées parmi les pires espèces exotiques envahissantes de France et d’Europe, les Renouées asiatiques sont en pleine expansion. L’efficacité relative et le coût des techniques de contrôle traditionnelles poussent les praticiens à se tourner vers d’autres solutions. La lutte via la restauration d’une ripisylve pérenne a fait l’objet de nombreux essais. Il s’agit le plus souvent du bouturage de Saules ou de la plantation de jeunes arbustes sur des taches de Renouées asiatiques, associés ou non à un prétraitement (fauche, arrachage ou pose de géotextile). Le présent article se propose de discuter de l’efficacité de ces méthodes à la lueur d’expérimentations menées de 2011 à 2014. Dix placettes expérimentales ont été installées pendant l’hiver 2011-2012 afin de tester l’efficacité du bouturage de Saule des vanniers pour le contrôle des Renouées asiatiques. Une partie de ces placettes a fait l’objet d’un décaissement de surface et des fauches ont été pratiquées. Depuis 2012, un suivi régulier des Saules et des Renouées asiatiques est effectué. Au niveau des Saules, en dehors de problèmes d’herbivorie par les Ragondins, leur croissance rapide a permis d’obtenir un couvert végétal recouvrant les Renouées à partir de la deuxième ou de la troisième année, permettant ainsi de supprimer les fauches sur certaines placettes. Ces résultats prouvent qu’il est possible d’implanter de façon pérenne une espèce compétitrice au sein d’un espace infesté par les Renouées. Le décaissement préalable n’a pas d’effet très sensible sur le succès des Saules vis-à-vis des Renouées. Ce retour d’expérience montre que la restauration d’une communauté végétale arbustive peut réduire significativement la vigueur des Renouées asiatiques. L’abandon de certaines placettes en raison d’une forte pression des Ragondins ainsi que les différences observées sur le rythme de croissance des Saules, témoignent du caractère multifactoriel de la réussite de ce type d’ouvrage de génie écologique. Ces résultats illustrent également les effets de facilitation qu’il peut y avoir entre espèces invasives (ici entre Renouées asiatiques et Ragondins).Dommanget Fanny, Breton Vincent, Forestier Olivier, Poupart Philippe, Daumergue Nathan, Evette André. Contrôler des renouées invasives par les techniques de génie écologique : retours d’expérience sur la restauration de berges envahies. In: Revue d'Écologie (La Terre et La Vie), supplément n°12, 2015. Les invasions biologiques et leur gestion au carrefour des sciences naturelles et des sciences humaines et sociales. Colloque organisé à Rennes (Université de Rennes 1) du 20 au 22 octobre 2014. pp. 215-228

Dynarp : Dynamique et gestion des renouées asiatiques à l’échelle paysagère, impacts et perceptions

National audienceLes infrastructures linéaires de transport et leur emprise (ILTe) constituent des corridors facilitant ou ralentissant les circulations d’espèces. Le développement des espèces exotiques envahissantes est généralement lié aux mouvements anthropiques et peut donc être favorisé par la présence et la gestion de ces ILTe. Classées parmi les pires espèces exotiques envahissantes d’Europe et d’Amérique du Nord, les renouées exotiques se développent sur les ILTe et soulèvent des enjeux importants en termes économiques et environnementaux (gestion, sécurité, biodiversité etc.). Des sommes importantes sont ainsi investies pour leur gestion, avec peu de retours sur l’efficacité des différentes méthodes utilisées ou sur le rôle de ces méthodes dans la dynamique paysagère de ces espèces. Le présent projet vient dans la continuité de recherches menées à Irstea Grenoble et à l’ENS de Lyon et sera mené avec l’appui de l’expertise du bureau d’étude Concept Cours d’Eau, il a pour objectifs finalisés la mise à disposition :- d’une méthode opérationnelle d’analyse et de cartographie diachronique des renouées à l’échelle paysagère - de retours d’expériences et de préconisations de gestion à l’échelle paysagère. Sur le plan scientifique, le projet permettra une meilleure connaissance des dynamiques spatiale et temporelle des renouées invasives à l’échelle paysagère, leurs modalités de gestion en lien avec leur perception par les différents acteurs, et la biodiversité spécifique et fonctionnelle des écosystèmes environnants. Il s’agit d’étudier sur plusieurs années les facteurs majeurs de développement spatiotemporel des populations de renouées, soit :- Leurs modalités de gestion qui elles-mêmes sont dépendantes de leur perception par les acteurs- Les facteurs de milieu (biotiques et abiotiques) à l’échelle locale et paysagère - Les nouvelles contaminations majoritairement liées à l’activité humaine Le couplage d’outils de télédétection, relevés et enquêtes de terrain fournira des informations sur la perception et la dynamique paysagère des renouées en lien avec la biodiversité et les corridors écologiques environnants. Cette étude sera menée en parallèle sur deux ILTe, les emprises de voies ferrées (avec l’appui de RFF) et de voies navigables (avec l’appui de VNF), elle s’appuiera sur l’examen individuel et sur la comparaison de paysages modèles de ces deux types d’infrastructures