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Résumé :

Face au changement climatique, se pose la question de la capacité intrinsèque naturelle des forêts à y faire face et des impacts positifs ou négatifs de la gestion sylvicole. Luberon2, un modèle Démo-Génétique individus-centré (DG-ABM) qui intègre des régimes de perturbation stochastiques a été développé pour apporter des réponses.

À partir du modèle Luberon2, deux plans de simulation sont analysés :

1. Dans les écosystèmes forestiers, la sélection naturelle dépend étroitement de la compétition interindividuelle qui se manifeste notamment par le processus d’auto-éclaircie,
c’est-à-dire la suppression des plus petits arbres lorsque la densité est élevée. Nous montrons une augmentation rapide de la vigueur et des performances de croissance des peuplement monospécifiques de cèdre en réponse à un environnement social compétitif sélectif. Nous montrons également qu’une gestion intensive, i.e. nombreuses éclaircies systématiques, en réduisant la compétition, limite la capacité d’évolution des peuplements, fait aggravé en présence de perturbations naturelles non sélectives. Les taux d’évolution observés sont dans une gamme empirique réaliste, ce qui représente un élément fort de validation du modèle.

2. Une stratégie classique d'adaptation au changement climatique consiste à maintenir une
faible densité d'arbres via une sylviculture intensive pour réduire le niveau de stress pendant les sécheresses et limiter les impacts directs. Néanmoins, nous montrons que la sélection naturelle pour une moindre sensibilité à le potentiel d'induire une réponse positive rapide en termes de croissance et de survie appréciable dès la première génération, et qu’une intensification de la sylviculture réduit ce potentiel adaptatif chez des peuplements monospécifiques de sapin Douglas. Dès lors qu'il y a de la diversité génétique, c'est-à-dire le cas réaliste, nous montrons qu’une sylviculture moins intensive, visant à favoriser l'adaptation spontanée, représente la meilleure stratégie pour favoriser la
productivité et abaisser la vulnérabilité. En particulier, le maintien d'un niveau élevé de stress à un stade de peuplement juvénile semble être une stratégie prometteuse pour favoriser l'acclimatation et l'adaptation précoce.
Le rôle de la diversité génétique et des processus évolutifs ainsi que l’impact de la gestion sont discutés en détail dans le cadre de diverses stratégies d’adaptation de la sylviculture au changement climatique et à la lumière de la large étude bibliographique effectuée sur les interactions entre perturbations, pratiques de gestion et diversité génétique.

Mots clés : Modèle démo-génétique - Adaptation génétique - Gestion forestière - Pseudotsuga menziesii - Cedrus atlantica - Régimes de perturbation - Changement climatique - Éco-évolution

Composition du jury :

M. Laurent SAINT-ANDRE, Directeur de recherche, INRAE Nancy, Rapporteur

M. Santiago GONZALEZ-HERNANDEZ, Directeur de recherche, INRAE Bordeaux, Rapporteur

Mme Isabelle MARECHAUX, Chargée de recherche, INRAE Montpellier, Examinatrice

M. Jacques LABONNE, Directeur de recherche, INRAE Saint-Pée-sur-Nivelle, Examinateur

M. Maxime CAILLERET, Chargé de recherche, INRAE Aix en Provence, Examinateur

M. François Lefèvre, Directeur de recherche, INRAE Avignon, Directeur de thèses

M. Hendrik DAVI, Directeur de recherche, INRAE Avignon, Co-directeur de thèses

Mme Sylvie ODDOU-MURATORIO, Directrice de recherche, INRAE Saint-Pée-sur-Nivelle, Invitée

Mme Claudine RICHTER, Responsable du pôle RD&I de l’ONF, ONF Paris, Invitée