Suivi expérimental de l'impact du gyrobroyage et du pâturage sur la dynamique du genévrier (Juniperus sibirica = J. communis subsp. nana) Secteur du Pré de Toine, Réserve Naturelle des Hauts Plateaux du Vercors

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVINSuite à des demandes répétées de la part de divers acteurs (utilisateurs et gestionnaires) de la Réserve Naturelles des Hauts Plateaux du Vercors (RNHPV) et en raison d'un manque de données et de suivis sur la dynamique des genévriers nains sur la Réserve, dans le cadre d'un financement FEADER, IRSTEA a proposé un projet sur le sud de la RNHPV, sur l'alpage du pré de Toine, visant à (1) mettre en place un protocole expérimental de suivi de la dynamique du genévrier en réponse à différentes modalités de gestion du milieu, (2) établir l'état initial avant gestion de la couverture des genévriers et de la composition floristique des sites, (3) d'établir un protocole expérimental de suivi de l'effet des différents modes de gestion sur la recolonisation des zones de genévriers gyrobroyés et de la dynamique des genévriers pour permettre un suivi à moyen et long terme et (4) d'analyser l'effet des modes de gestion du genévrier sur la végétation l'année n+1 après leur première application. L'objectif de ce dispositif est de fournir des éléments concrets aux gestionnaires sur, d'une part la réelle dynamique du genévrier sur la Réserve et son effet la diversité végétale, et d'autre part les modalités les plus efficaces de contrôle et de limitation de cette dynamique par une approche expérimentale et un suivi pluriannuel

Variabilité de la ressource fourragère (production et qualité) en fonction du climat, de l’altitude et de la phénologie – impact sur la disponibilité alimentaire pour le bouquetin des Alpes dans le massif de Belledonne

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVINCe travail est réalisé sur le site de Belledonne, sur lequel un suivi diachronique de la population de bouquetins par Capture-Marquage-Recapture est effectué depuis plus de 25 ans. Il s’agira dans un 1er temps de mettre en parallèle les données météorologiques du site avec un suivi sur plusieurs années de la ressource fourragère en termes de production et de qualité en lien avec la phénologie de la végétation. L’objet de cette convention est de mettre en place un dispositif de suivi pluriannuel sur le moyen terme permettant de suivre la qualité et la quantité de la ressource fourragère en fonction de la phénologie de la végétation sur des pelouses et landines à Fétuque paniculée (Festuca paniculata), Nard raide (Nardus stricta) et Ericacés (Vaccinium spp), à différentes altitudes tout au long de la saison de végétation (mai-septembre). Un dispositif expérimental permettra le suivi de ressource fourragère potentielle et réellement disponible. Il sera constitué de 12 exclos (exclos de 1m² excluant le pâturage par les grands herbivores) et de placettes laissées libres au pâturage, répartis à 4 altitudes différentes (1900m, 2050m, 2200m, 2350m), à raison de 4 exclos aux trois premières altitudes. Trois campagnes de récolte seront réalisées, la 1ère ayant lieu à partir de la première pousse de la végétation suite au déneigement. L’utilisation de la méthode d’estimation de la biomasse (BOTANAL), méthode utilisée pour les suivis de biomasse disponible sur le réseau « Alpages Sentinelles », pourra être calibrée puis utilisée en routine sur les sites. Elle sera complétée par des suivis phénologiques et des prélèvements hors- et sous-exclos de végétation. Les échantillons récoltés seront séchés, pesés (mesure de la biomasse aérienne disponible) et broyés avant d’être analysés pour estimer leur teneur en azote et leur digestibilité par spectroscopie en proche infra-rouge (NIRS)

Installation des renouées exotiques en milieu montagnard

International audienceComprendre les relations entre l'environnement et les communautés végétales est important pour pouvoir comprendre les interactions entre communautés réceptrices et espèces envahissantes exotiques. Les renouées exotiques (Fallopia spp.) figurent parmi les plantes exotiques envahissantes les plus répandues en Europe, mais semblent être limitées en Europe contrairement à leur aire d'origine - par le climat (température minimale absolue requise pour leur survie : -30° C). Une première étude, le long d'un gradient d'altitude de 800 m à 2600 m, nous a permis de tester expérimentalement la possibilité de deux différents types d'habitats (prairie et éboulis) de résister aux invasions exotiques par la renouée de Bohème (Fallopia x bohemica). Après deux ans d'études, le taux de survie était similaire dans les deux habitats dans les étages montagnard et subalpin tandis que dans l'étage alpin aucune renouée n'a pu survivre le premier hiver. Il est conclu, que face à un envahissement par la renouée de Bohème, ni les communautés perturbées avec peu de compétition interspécifique (éboulis), ni la communauté prairiale possédant une forte compétition interspécifique ne résiste. Ces résultats sont enrichis par une étude observationnelle au-dessus de 800 m dans le département de l'Isère. Deux pixels (l'un envahi, l'autre non-envahi par les renouées) d'une aire de 25 m x 25 m et à une distance de 25 m, sont comparés. Différentes variables biotiques (type et recouvrement de la végétation environnante, recouvrement du sol), abiotiques (altitude, pente, exposition, granulométrie du sol) et anthropiques (présence/distance d'une route, d'un chemin pédestre, fréquentation du site, perturbations) ont été recensées. Les premiers 61 sites recensés en 2008 ne montrent aucune différence significative entre les pixels envahis et non-envahis suggérant une installation aléatoire des renouées dans le paysage principalement promu par l'homme et indépendant du milieu envahi

Évaluation de la réussite de l'ouvrage de protection de berges de la Romanche au barrage de Livet, réalisé à l'aide de techniques de génie végétal

À l'interface entre les écosystèmes aquatiques et terrestres, le génie végétal sur les berges de cours d'eau s'inspire et utilise les capacités naturelles des végétaux comme matériel de base à la reconstruction de berges. Cette alternative au génie civil, confère aux écosystèmes une meilleure capacité de retour vers des systèmes plus naturels et surtout plus diversifiés. Toutefois, la restauration écologique et particulièrement les techniques de génie végétal souffrent de l'absence généralisée d'évaluation du succès et de retours d'expérience sur le développement des espèces et la tenue des différentes techniques. Cet article présente la démarche adoptée ainsi que les principaux résultats du suivi du réaménagement des berges de la Romanche au barrage de Livet, réalisé avec des techniques mixtes associant enrochements et différentes techniques de génie végétal

Suivi dynamique de la végétation en réponse à la mise en pâturage des bancs alluvionnaires de l'Isère

Les deux expérimentations suivies dans cette étude constituent deux voies de gestion possible de la végétation des atterrissements de la rivière Isère dans l'objectif pour le gestionnaire de limiter les impacts négatifs de ces végétations sur les débits et les processus hydrogéomorphologiques pouvant contribuer à augmenter les niveaux de risques les populations et les infrastructures. Deux axes ont alors été explorés : (i) un axe limitant fortement les interventions mécaniques et permettant une insertion plus forte dans le tissu socio-économique et plus précisément agricole des opérations de gestion des végétations des atterrissements, tout en contribuant au développement de modes de gestions « verts », moins impactant visuellement et s'appuyant de façon générale sur l'ingénierie écologique (utilisation du vivant pour piloter des niveaux de services écosystémiques). Cet axe s'appuie sur l'utilisation du pâturage avec des herbivores domestiques pour contrôler, limiter voire bloquer les dynamiques naturelles de végétation sur les atterrissements. (ii) Un axe mécanique utilisant des méthodes plus novatrices, le dessouchage, pour tester son efficacité sur la réouverture du milieu et la limitation, ou le ralentissement de la dynamique de végétation subséquente sur les atterrissements. Les résultats de cette première étude souligne la pertinence écologique du pâturage par des caprins pour la réouverture du milieu et son potentiel pour le contrôle des dynamiques de végétation. Le pâturage peut ainsi être considéré comme une alternative localement réalisable pour contrôler et rouvrir la végétation des atterrissements. Cette conclusion s'appuie sur le fait que (1) les herbivores, ici des caprins ont été en mesure de valoriser du point de vue fourrager les végétations atypiques de ces bancs. Cette étude a fourni des premiers éléments de description de la valeur fourragère de ces végétations, qui, malgré une qualité médiocre, la présence d'espèces aux composés secondaires parfois toxiques, a permis de fournir une alimentation acceptée et bien valorisée par le pâturage caprin ; (2) le pâturage a montré son efficacité dans la réouverture du milieu, la limitation de la biomasse végétale et de la dynamique des espèces ligneuses. Toutefois ces résultats ont montré des limites, notamment sur les bancs déjà fortement colonisés par des espèces ligneuses arbustives, où le pâturage, au chargement testé, a peu conduit à des mortalités significatives d'arbustes. Il a fallu, sur ces milieux, compléter l'impact des herbivores par des élagages des restes des arbustes consommés pour arriver à une ouverture totale du couvert et éviter la reprise rapide des arbres encore vivants (la majorité). Il a également souligné l'importance de bien travailler sur le chargement animal (instantané ou cumulé sur une saison) pour obtenir des tangibles de l'efficacité du pâturage sur le ralentissement voire l'arrêt des dynamiques de végétations sur les bancs en début de succession végétale c'est-à-dire ayant subi un essartement récent

Dynamiques spatiales à fine échelle et clonalité d'une plante exotique envahissante en montagne : quels effets de la végétation environnante et des perturbations anthropiques ?

International audienceAlors qu'elles ont longtemps été épargnées par les invasions biologiques, de plus en plus de montagnes sont désormais colonisées par des espèces exotiques envahissantes (EEE). Considérées comme faisant partie des pires EEE de la planète, les renouées asiatiques (Reynoutria spp.) sont déjà bien implantées aux pieds de nombreux massifs montagneux d'Europe et d'Amérique du Nord. Afin d'évaluer leur potentiel d'invasion des milieux d'altitude et de mieux comprendre les facteurs influençant leur expansion, une étude diachronique de leurs dynamiques spatiales a été entreprise dans les Alpes françaises du Nord. Différentes "taches" de renouées situées dans les massifs entourant la ville de Grenoble ont donc été cartographiées en 2008 puis en 2015, avant d'être mises en relation avec de nombreuses variables environnementales et de gestion par le biais d'analyses multivariées et de modèles mixtes. Les résultats indiquent que ni la fauche ni l'altitude ne semblent être des freins efficaces pour contenir l'expansion locale des taches de renouées. En effet, celles-ci semblent plutôt être influencées par l'âge des taches et leur éloignement des milieux perturbés. Malgré tout, il apparait que la fauche et surtout la présence de communautés arbustives et arborées jouent quand même un rôle important dans le processus d'expansion des renouées, probablement via un effet de la disponibilité en lumière sur les dynamiques clonales de ces plantes

Compétition entre Fallopia japonica et Salix viminalis : vers la restauration des communautés végétales pour le contrôle des renouées asiatiques

International audienceBiological invasions are the cause of dramatic changes in the ecosystems. But they are also often beneficiaries of previous degradations which destabilized native communities… Why not using the lost properties of native plant communities to outcompete the exotic invader? Restoring plant communities by re-introducing competitive native species in invaded areas is an attractive management option. In this study, we looked at the role of competitive interactions in the success of Fallopia japonica (Houtt.) Ronse Decraene using a willow species frequently used in riverbanks bioengineering techniques: Salix viminalis L.. S. viminalis has a high growth rate and is, as such, a potential candidate to compete F. japonica in restoration projects of invaded areas. Both species were grown in semi-controlled conditions in macrocosms (truck dumpsters), alone or in competition (Figure 1). We conducted measures of morphological traits (vegetative height, specific leaf area) as well as biomass measurements (aboveground and underground) on each species after two growing seasons. Even under a dense canopy of S. viminalis, F. japonica was able to survive and grow. However, its performance was significantly reduced compared to monocultures and its spatial colonization was less extended (Figure 2). If S. viminalis was affected by F. japonica particularly through underground interactions, F. japonica expressed a competitive stress through a modification of its aerial structures

Perspectives issues de l'étude des dynamiques spatiales des renouées invasives dans une région de montagne

International audienceAccording to IUCN, biological invasions are the second cause of species extinction right after habitat destruction. Among the great variety of alien plant invaders, Asian knotweeds (Fallopia spp.) are considered to be among the worst invasive species in the world, including Europe and North America. A lot of researches have focused on the biology of invasive knotweeds and on the factors explaining their presence, but the factors governing their spatial and temporal dynamics are still poorly known, especially along dispersal and disturbance vectors such as roads or rivers. The same statement could be made for researches on management and control techniques (except for chemical treatments, which are generally unfit for riparian management). Moreover, to our knowledge, there are very few studies that focus on invasive knotweeds dynamics in mountainous environment, and almost none that does it over medium or long time periods. The diachronic study presented here is part of an on-going project called DYNARP, which aims at evaluating the respective roles of management, biotic and abiotic, and perception factors in the spatial and temporal dynamic of exotic Asian knotweeds at the stand and the landscape scales. More precisely, this study intended to highlight the respective roles of biotic, abiotic and management factors on the spatial coverage evolutions of knotweed stands over 7 years. We strongly believe that a more accurate understanding of both “natural” and anthropogenic factors governing Fallopia spp. spatial and temporal dynamics is a prerequisite for better knotweed control. We monitored the evolution of more than 200 knotweed stands distributed over more than 50 sites of the French Alps. Almost every stand was located near a linear landscape features (e.g. roads, rivers) and they were all situated above 800 meters a.s.l. For each date, stands outlines were drawn using precise GPS records and several vigour attributes were measured to estimate knotweeds performance and the stands’ spatial evolutions. Afterwards, biotic and abiotic data were collected in four directions around the stands, and anthropic influences were assessed by both field analysis and managers surveys. Data were then analysed using regular and advanced statistical techniques. First results show truly interesting opposite trends of spatial expansion or reduction, explained by different ecological and management processes. Indeed, it appears that if most stands expanded between the 7 years period, a third of them have known a reduction of their surfaces (up to -150m2 when maximum expansion reached +90m2). If human-induced disturbances and the distance from a transport infrastructure seem to play a role on these dynamics, exact effects of studied factors appear to be context-dependant. Altogether, these results are particularly relevant to improve management strategies especially those that try to prevent the invasion of the still preserved but highly threatened alpine environments

Fast-growing willows significantly reduce invasive knotweed spread

International audienceCompetitive interactions seem to play a major role in invasive plant success. However, they have mostly been addressed through the invader impacts on other species of the plant community and rarely through the way plant communities can contain alien species. Understanding such mechanisms would help in designing restoration projects using plant community competitive properties to control invasive populations. In this study, we looked at the role of competitive interactions in the success of Fallopia japonica (Houtt.) Ronse Decraene using a native willow frequently used in bioengineering techniques: Salix viminalis L. S. viminalis has a high growth rate and is, as such, a potential candidate to compete with F. japonica in restoration projects of invaded areas. Both species were grown in semi-controlled conditions in mesocosms (truck dumpsters), alone or in competition. Morphological traits (plant height, specific leaf area) as well as biomass (aboveground and underground) were measured on each species during two growing seasons. We also quantified spatial expansion of F. japonica. Even under a dense canopy of S. viminalis, F. japonica was able to survive and grow. However, its performance was significantly reduced compared to monocultures and its spatial colonization was less extended. Although S. viminalis biomass was affected by F. japonica, F. japonica expressed competitive stress through a modification of ramet density and height. There was no significant effect of F. japonica on S. viminalis height, enabling this species to dominate. Synthesis and applications: We conclude that S. viminalis succeeded in reducing F. japonica growth by developing a competitive canopy. Bioengineering techniques aiming at restoring a competitive neighborhood can control F. japonica. However, F. japonica's broad underground extension should be taken into account in any management strategy in order to successfully limit its development and spatial spread

Génie végétal : compromis entre les fonctions de contrôle de l'érosion et les fonctions écologiques des berges de cours d'eau

International audienceRiverbanks are assuming a large number of important ecological functions: biodiversity support, resistance to invasion, ecological corridors, biomass production, water purification, temperature regulation, flood control, and recreation. Besides hard engineering, soil bioengineering techniques for riverbank protection are very old and have been used for centuries throughout the world. First thought of to fulfil the function of erosion control, soil bioengineering techniques are now also formed to assume some of the other important ecological functions of riverbanks. Using mostly concepts and tools from restoration and functional ecology (but also from engineering and hydraulic), we conducted a set of studies and experiments (in greenhouse and on real works) that aimed at characterising and maximising the contribution of riverbank bioengineering techniques to some of these ecological functions, including biodiversity support, resistance to invasion, resistance to drought and erosion control. We assessed the capability of several types of managed and mineral riverbank to support both common (terrestrial plants and beetles, macrobenthic communities) and endangered biodiversity (Myricaria germanica and Typha minima). Regarding resistance to invasion, we studied the potential of bioengineering techniques to resist to the pressure of an invasive rodent (Myocastor coypu), and to outcompete Japanese knotweeds. Summer drought should increase with climate change, and is a major threat for bioengineering success; we then studied the resistance of Salicaceae and Tamaricaceae populations to harsh drought. Finally we worked to maximize erosion control function of these techniques by implementing bioengineering works in steep slope rivers (5-10%), and by assessing past shear stress resistance to flood. Our results show that soil bioengineering techniques can be definitely thought as a tool for ecological restoration, and are promising in the achievement of complex human goals on riverbanks in a context of global change