Réponses des perches de hêtre (Fagus sylvatica L.) à l’ouverture de la canopée : approche multidisciplinaire et multi-échelle.

Abstract

Opening of the canopy exhibits advantages (resources availability) but also new constraints (wind, higher evaporative demand). Rather well documented in saplings, response dynamics to canopy opening is less known in large trees. The thesis aims to identify the dynamics of responses to canopy opening in beech trees suppressed during long periods. Adopted approach is multi-disciplinary and multi-scale, based on a retrospective analysis of axial and radial growth, anatomy and biomechanical traits. For suppressed trees, the competition for light results in preferential allocation of biomass to axial growth in comparison with radial growth resulting in trees with high slenderness. Moreover, one third of suppressed trees are sagging. After the release, high slenderness presents a biomechanical risk: 15 from 36 trees are broken by the wind two years after the release. To increase their safety against the wind-break, trees reduce their axial growth during four years after the release and boost their radial growth reaching a stabilisation plateau after two years likely due to the size and resources limitations. Trees with lean angle higher than 6° up-right after the release. The tree ring hydraulic conductivity increases and stabilises after two years also. The dynamics of responses to canopy opening are therefore clearly trait dependent. Moreover, integrative approach highlighted the importance of size in the responses to canopy opening: while saplings adjust both wood tissue properties and tree geometry, large trees rely only on geometry adjustments.L’ouverture de la canopée présente des avantages (disponibilité des ressources) mais aussi de nouvelles contraintes (vent, demande évaporative, etc.). Souvent étudié chez les semis, la dynamique de réponses est peu renseignée chez les grands arbres. Cette thèse vise à identifier les dynamiques de réponses à l’ouverture de la canopée chez des perches de hêtre dominées durant de longues périodes. L’approche adoptée est multidisciplinaire et multi-échelle, basée sur une analyse rétrospective de la croissance radiale et axiale, d’anatomie et de traits biomécaniques. Sous couvert, la compétition pour la lumière fait que les perches favorisent la croissance axiale devant la croissance radiale résultant en un élancement important. Par ailleurs, un tiers des perches s’affaisse. Après ouverture, l’élancement des perches présente un risque biomécanique : 15 sur 36 perches libérées ont été cassées par le vent deux ans après l’éclaircie. Pour se stabiliser face au vent, la croissance axiale des perches est diminuée pendant quatre ans après l’éclaircie tandis que la croissance radiale augmente et atteint un plateau après deux ans probablement à cause des limitations liées à la taille et à l’accès aux ressources. Les perches ayant une inclinaison initiale supérieure à 6° se redressent après l’éclaircie. La conductivité hydraulique potentielle du cerne augmente et se stabilise elle aussi après deux ans. Les dynamiques de réponses sont donc clairement spécifiques du trait étudié. Par ailleurs, l’approche intégrative a permis de mettre en évidence l’importance de la taille des individus dans les mécanismes de réponses : tandis que les semis modifient et la croissance et les propriétés des tissus, les perches se reposent sur l’ajustement de leur géométrie