Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : In a perfect-deficit approach (Yi, 2012), the daily maximum carbon storage capacity (CPC) of a given ecosystem for each year defines the perfect annual CPC curve. Deficits are the differences in the daily observational data for a given year against a perfect curve. The area between this curve and instantaneous canopy photosynthetic rates represents the potential productivity. Using an 11-year (2004 – 2014) eddy covariance flux and meteorological data, this perfect-deficit approach was used to examine the relationship between potential productivity and droughts occurring in 2005 and 2010 in a tropical rainforest of French Guiana, South America. Surprisingly, CPC deficits were only reduced by 24% (2005) and 19% (2010) from their respective perfect CPCs, indicating a subtle effect of drought to ecosystem productivity. Highest precipitation occurred in 2010 but precipitation deficits dropped drastically during this year (71% reduction from its perfect value) which reflects a drought condition. However, its deficits showed no correlation annually and seasonally. Soil water content (SWC) appeared to be the single driver for CPC deficits during long dry periods but is weakly correlated (r = 0.30; P <0.01 and r = 0.31; P <0.01, in 2005 and 2010, respectively). These results indicate that soil water is not a major limiting factor for productivity of this ecosystem during drought periods. In contrast, global radiation (Rg) corresponds to the peak of CPC deficits in 2010, but only 19% had been reduced from its ideal value. Yet, highest gross primary production (GPP) of 4106±231 gCm−2yr−1 occurred this year (mean 3753±231 gCm−2yr−1). Therefore, smaller deficits in Rg coupled with sufficient water may have induced higher productivity in 2010. Nevertheless, weaker correlations between potential productivity and climatic drivers may imply that other controlling aspects such as biological constraints may also have an effect to the dynamics of potential productivity during drought events, hence, must also be considered.
AGU Fall Meeting 2015
San Francisco, United States

hal-01269439
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01269439
PRODINRA : 338570

Éditeur(s) : Universite Montpellier II
Résumé : Since 1980, the expansion of a green macro-alga: Valonia aegagropila (C Agardh) is observed in Salses-Leucate lagoon (France). It is currently distributed in the north of the lagoon with important biomasses (40 gDW/m²) eroding the cover of Zostera noltii. The free form of the alga can be transported with the surface or bottom currents depending on seasons. It multiplies mainly by vegetative reproduction. There are few studies on the ecophysiological capacities of V. aegagropila. This work tries to answer why (physiological adaptation) and how (mechanical process of transport) the alga invaded the lagoon, with an approach including observations, experiments in controlled environment and biological and hydrodynamic models. The growth capacities depend on temperature and light intensities, the nutrients absorption rates and internal nitrogen and phosphorus internal quotas were measured and modelled using a Droop model based on internal quota. Vertically transport was studied with laboratory experiments and measurements of biomass transport were made into the lagoon. The biological model (growth, vertical transport, mortality) was coupled to the MARS 3D hydrodynamic model with a meshgrid of 160m. The results show an adaptation of the alga to low availability of phosphorus and an annual growth of biomass controlled by the availability of nutrient during winter. The alga seems to occupy the whole zones where growth is optimal and the risk of invasion of the southern part of the lagoon is limited. This work opens on research prospects on an ecological model (confronting physiological capacities and competition of V. aegagropila, Zostera noltii, green algae and primary production), new physiological experiments, ecological observations and potential valorisation of V. aegagropila.
Depuis 1980, est observée dans l'étang de Salses-Leucate l'expansion d'une macro-algue verte : Valonia aegagropila (C. Agardh). En 2004, elle était présente sur la presque totalité de la moitié nord de la lagune avec des biomasses importantes (jusqu'à 600 gPS/m²). L'algue envahit et érode également la couverture d'herbiers garant de la biodiversité, de la productivité et de la stabilité de l'écosystème. V. aegagropila se reproduit essentiellement de manière végétative (fragmentation des thalles) et possède la particularité de retenir de l'oxygène de la photosynthèse dans sa structure sphérique. Cet oxygène piégé lui donne la possibilité de mouvement sur la verticale et d'être transportée dans le domaine par les courants. Les conditions physico-chimiques de l'étang présentent de fortes variations saisonnières en salinité, en température et en turbidité, ainsi que des apports nutritifs faibles : la production primaire est principalement limitée par le phosphore. Il existe malheureusement peu d'informations sur V. aegagropila ainsi que trop peu de connaissances sur son écophysiologie. Elle semble vivre dans des milieux plutôt oligotrophe dans des régions tropicales à sub-tropicales. Ce travail basé sur une approche d'observations de terrain, d'expérimentations en milieu contrôlé (en laboratoire) et de modélisation des processus, a permis d'une part d'explorer les capacités adaptatives physiologiques de V. aegagropila aux conditions environnementales de l'étang et d'autre part de mettre à jour les modes de fonctionnement de la dynamique spatio-temporelle de la population. Les capacités de croissance ont été mesurées sur un large spectre de température et de lumière. Les capacités d'absorption des sels nutritifs dans l'eau et les facultés de l'algue à stocker l'azote et le phosphore dans ses tissus ont également été étudiées. D'autre part, un modèle de dynamique des populations a été conceptualisé puis développé. Les processus pris en compte dans ce modèle sont la croissance de l'algue (modèle à quota interne), la flottabilité de l'algue et la mortalité par surdensité. Ces processus ont été paramétrés en majeure partie par des expérimentations réalisées en laboratoire. Ce modèle 0D a par la suite était couplé au modèle hydrodynamique MARS3D (modèle Ifremer) mis en place sur la lagune de Salses-Leucate, utilisant deux grilles de calcul (160m ou de 80m de résolution). Les simulations réalisées permettent d'appréhender les capacités spatio-temporelles de la croissance de l'algue dans l'étang, le turnover annuel de la biomasse totale et les attracteurs de biomasse du système sous différents évènements météorologiques. Ces résultats sont comparés avec les répartitions cartographiques de la population observées in situ en 1999 et 2004 et des flux de biomasses mesurés au cours d'observations de terrain entre juin 2003 et septembre 2004. L'ensemble des résultats montre d'une part une adaptation de l'algue à évoluer dans un milieu pauvre en phosphore et d'autre part une croissance annuelle de la biomasse totale qui est principalement contrôlée par les apports hivernaux en sels nutritifs dans la lagune. Les résultats des simulations montrent également que V. aegagropila semble occuper à présent la majeure partie des zones favorables à sa croissance. Il est également montré que si sa capacité de mouvement peut favoriser la dispersion d'individus dans la lagune et accélérer la croissance de la population pour de faibles biomasses initiales, cette même capacité de mouvement joue plutôt un rôle de régulation de la population lorsque la biomasse totale devient importante. On peut penser que le risque de colonisation de l'herbier à zostère de la partie sud de la lagune (bassin de Salses) est limité. Ce travail ouvre enfin des perspectives de recherche sur l'amélioration du modèle de dynamique des populations de l'espèce, sur de nouvelles expérimentations à réaliser ou encore sur la surveillance écologique du milieu. Des propositions sont faites pour concevoir un modèle écologique confrontant les capacités physiologiques des macrophytes (algues vertes, Valonia et zostères) afin d'apréhender les phénomènes de compétitions et les modes de fonctionnement du réseau trophique de la lagune de Salses- Leucate. Des pistes sur la valorisation de la matière algale de V. aegagropila sont enfin proposées.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/these-2453.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2453/

Résumé : Ce rapport synthétise les communications faites lors des "journées conchylicoles" sur les travaux scientifiques de l'Ifremer en soutien aux activités conchylicoles

Droits : 2003 Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/00200/31115/29526.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00200/31115/

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : Vegetation phenology is the study of the timing of seasonal events that are considered to be the result of adaptive responses to climate variations on short and long time scales. In the field of remote sensing of vegetation phenology, phenological metrics are derived from time series of optical data. For that purpose, considerable effort has been specifically focused on developing noise reduction and cloud-contaminated data removal techniques to improve the quality of remotely-sensed time series. Comparative studies between time series composed of satellite data acquired under clear and cloudy conditions and from radiometric data obtained with high accuracy from ground-based measurements constitute a direct and effective way to assess the operational use and limitations of remote sensing for predicting the main plant phenological events. In the present paper, we sought to explicitly evaluate the potential use of MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) remote sensing data for monitoring the seasonal dynamics of different types of vegetation cover that are representative of the major terrestrial biomes, including temperate deciduous forests, evergreen forests, African savannah, and crops. After cloud screening and filtering, we compared the temporal patterns and phenological metrics derived from in situ NDVI time series and from MODIS daily and 16-composite products. We also evaluated the effects of residual noise and the influence of data gaps in MODIS NDVI time series on the identification of the most relevant metrics for vegetation phenology monitoring. The results show that the inflexion points of a model fitted to a MODIS NDVI time series allow accurate estimates of the onset of greenness in the spring and the onset of yellowing in the autumn in deciduous forests (RMSE <= one week). Phenological metrics identical to those provided with the MODIS Global Vegetation Phenology product (MDC12Q2) are less robust to data gaps, and they can be subject to large biases of approximately two weeks or more during the autumn phenological transitions. In the evergreen forests, in situ NDVI time series describe the phenology with high fidelity despite small temporal changes in the canopy foliage. However, MODIS is unable to provide consistent phenological patterns. In crops and savannah, MODIS NDVI time series reproduce the general temporal patterns of phenology, but significant discrepancies appear between MODIS and ground-based NDVI time series during very localized periods of time depending on the weather conditions and spatial heterogeneity within the MODIS pixel. In the rainforest, the temporal pattern exhibited by a MODIS 16-day composite NDVI time series is more likely due to a pattern of noise in the NDVI data structure according to both rainy and dry seasons rather than to phenological changes. More investigations are needed, but in all cases, this result leads us to conclude that MODIS time series in tropical rainforests should be interpreted with great caution. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.
ISSN: 0034-4257

hal-01032407
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032407
DOI : 10.1016/j.rse.2013.01.010

Résumé : La mesure directe des contaminants dans l'eau fait appel à des techniques analytiques sophistiquées et coûteuses, difficilement applicables à de nombreux échantillons prélevés le long d'un important linéaire côtier. Par ailleurs, la variabilité du milieu littoral confère une représentativité limitée à une mesure ponctuelle effectuée dans la colonne d’eau. Le biomonitoring utilisant la moule repose sur l’hypothèse que le contenu en contaminant dans la chair de cet animal reflète la concentration en contaminants biodisponibles dans l’eau sous forme particulaire et/ou dissoute, selon un processus de bioaccumulation. Cette hypothèse a été validée pour les substances chimiques de type hydrophobe ou intermédiaire, susceptibles de se bioaccumuler et caractérisées par un coefficient de partage n-octanol – eau supérieur à 3. Les techniques dites des bioindicateurs - quantitatifs utilisent la bioaccumulation pour mesurer les niveaux de contamination chimique du milieu, tout en atténuant les fluctuations à court terme du milieu. Les stratégies développées sont de deux types. Celles qui utilisent les populations indigènes de moules sauvages ou cultivées (biomonitoring passif, cas du RNO) et celles qui ont recours aux transplants d’individus provenant d’un site de référence (biomonitoring actif, cas du Rinbio en Méditerranée). À La Réunion, une étude de pré-faisabilté pour l’utilisation d’une espèce de moule tropicale, Modiolus auriculatus, pour l’évaluation de la qualité du milieu marin insulaire tropical a été réalisée en 2000. Les premières conclusions montraient qu’il existait un réel potentiel pour la mise en oeuvre d’un réseau de type actif. La mise en oeuvre de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) du 21 Octobre 2000, notamment son volet chimique nécessite désormais de disposer d’un outil de surveillance pérenne de la qualité chimique des eaux littorales. Pour réaliser ce projet, l’ARVAM a proposé à la DIREN Réunion d’adapter à une espèce de moule tropicale, le concept du biomonitoring déjà développé en France métropolitaine par l’Ifremer. Aussi, en contribution au plan d’action de l’IFRECOR inscrit dans le DOCUP (mesure C2- 08), l’ARVAM a réalisé en partenariat avec l’Ifremer une étude de faisabilité sur 4 ans (2004 - 2008) : le programme MODIOLE. La présente étude aborde quatre thèmes : • Thème 1 : Etude des foyers naturels de modioles et écophysiologie ; • Thème 2 : Capacités bioaccumulatrices de la modiole ; • Thème 3 : Compléments d’informations sur d’autres matrices naturelles ; • Thème 4 : Faisabilité d’un biomonitoring actif des contaminants chimiques à la Réunion au sein du réseau DCE.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/00125/23623/21462.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00125/23623/

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag
Résumé : absent
ISSN: 0029-8549

hal-01032202
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032202

Éditeur(s) : Université de Tours
Résumé : L 'huître creuse japonaise Crassostrea gigas et portugaise C. angulata ont été respectivement décrites par Thunberg (1793) et Lamarck (1819). Mais les similitudes morphologiques et l 'homogénéité des fréquences allozymiques entre populations ont conduit de nombreux auteurs à proposer l'existence d'une seule et mênle espèce. L'analyse récente d'un gène mitochondrial a pennis de déterminer l'origine asiatique de C. angulata, soulignant l'intérêt de l'étude de la différenciation génétique et phénotypique entre les deux taxons. La notion biologique d'espèce a tout d'abord été examinée. Des croisements de 1ère et 2ème génération ont montré la viabilité et fertilité des hybrides. L'analyse de la compétition spennatique par marqueurs microsatellites ne montre pas d'isolement reproductif, mênle partiel et le séquençage du fragment ITS 1 confirme la forte proximité génétique des deux taxons. Les patrons de différenciation génétique observés par marqueurs microsatellites et mitochondriaux apparaissent sitnilaires. L'origine asiatique de C. angulata est donc confinnée. Le fort niveau de polymorphisme des marqueurs microsatellites explique partiellement les plus faibles valeurs observées de différenciation. Une bimodalité des tailles d'allèles microsatellites entre taxons a pennis le développement d'un nouveau marqueur nucléaire, mettant en évidence des phénomènes d'hybridation naturelle dans la zone du sud de l'Europe où l'activité ostréicole met aujourd'hui les 2 taxons en contact. L'étude de caractères phénotypiques a été réalisée en milieu naturel et contrôlé sur des descendances d'écloserie. Les résultats montrent une meilleure croissance de C. gigas et une période de reproduction plus longue chez C. angulata. Des mesures physiologiques montrent un plus fort taux de respiration du naissain C. gigas, ainsi qu'un temps de filtration supérieur chez les adultes. La différence de croissance entre taxons pourraient donc être expliquée par le temps de filtration et l'effort de reproduction.

Droits : Université de Tours, The author
http://archimer.ifremer.fr/doc/00034/14564/11867.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00034/14564/

Éditeur(s) : HAL CCSD European Geosciences Union
Résumé : International audience
The seasonal climate drivers of the carbon cycle in tropical forests remain poorly known, although these forests account for more carbon assimilation and storage than any other terrestrial ecosystem. Based on a unique combination of seasonal pan-tropical data sets from 89 experimental sites (68 include aboveground wood productivity measurements and 35 litter productivity measurements), their associated canopy photosynthetic capacity (enhanced vegetation index, EVI) and climate, we ask how carbon assimilation and aboveground allocation are related to climate seasonality in tropical forests and how they interact in the seasonal carbon cycle. We found that canopy photosynthetic capacity seasonality responds positively to precipitation when rainfall is < 2000 mm yr(-1) (water-limited forests) and to radiation otherwise (light-limited forests). On the other hand, independent of climate limitations, wood productivity and litterfall are driven by seasonal variation in precipitation and evapotranspiration, respectively. Consequently, light-limited forests present an asynchronism between canopy photosynthetic capacity and wood productivity. First-order control by precipitation likely indicates a decrease in tropical forest productivity in a drier climate in water-limited forest, and in current light-limited forest with future rainfall < 2000 mm yr(-1).
ISSN: 1726-4170

hal-01557759
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759/document
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759/file/bg-13-2537-2016.pdf
DOI : 10.5194/bg-13-2537-2016

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : In the tropical rainforest of Amazonia, the factors driving the evolution of tree species remain poorly understood, and the relative influence of neutral and adaptive processes is continuously debated. In particular, local habitat patchiness draws much attention, as profound changes in the structure and composition of forest communities occur among micro-habitats. Thus, micro-environmental variations related to topography have frequently been invoked as drivers of adaptive radiation leading to sympatric speciation in Neotropical trees. On one hand, the hypothesis of local adaptation has never been investigated at the intra-specific level, i.e. within species currently undergoing population differentiation; on the other hand, many tree species are genetically structured over local scales due to neutral processes, mainly limited gene flow (caused by restricted pollen and seed dispersal). In this study, I used populations of a common tree species of the Guiana Shield - Eperua falcata (Fabaceae) - to study how neutral and adaptive processes shape the distribution of genetic diversity across forest landscapes characterized by local micro-habitat patchiness. I asked three main questions by combining both phenotypic (quantitative genetics) and molecular (population genetics) approaches: 1) How is the genetic diversity structured in forest landscapes of French Guiana? 2) Which evolutionary drivers are relevant to explain the structure of genetic diversity at local scale? 3) Does local adaptation contribute to structure genetic diversity within continuous populations?
En forêt tropicale humide Amazonienne, les facteurs gouvernant l'évolution des espèces d'arbres restent peu connus et continuellement débattus. En particulier, les micro-variations environnementales attirent beaucoup d'attention car elles induisent de profondes modifications de structure et composition des communautés. Les variations micro-environnementales associées à la topographie ont couramment été évoquées comme facteur de radiations adaptatives chez les espèces d'arbres. Cependant, l'hypothèse de l'adaptation locale n'a jamais été testée au niveau intra-spécifique chez les arbres de forêt amazonienne alors que l'on sait que la diversité génétique des arbres tropicaux est couramment structurée à faibles échelles spatiales par des processus neutres (en particulier du fait de restrictions de flux de gènes). Dans cette étude, j'ai étudié le processus de différentiation génétique d'une espèce d'arbre (Eperua falcata, Fabaceae) dans les paysages forestiers de Guyane française grâce à la combinaison d'une approche phénotypique (génétique quantitative) et d'une approche moléculaire (génétique des populations). Je me suis attachée à répondre à trois questions principales : 1) Comment se distribue la diversité génétique dans les paysages forestiers de Guyane française ? 2) Quelles forces évolutives sont impliquées dans le processus de différentiation génétique à faible échelle spatiale ? 3) Est-ce que le processus d'adaptation locale contribue à structurer la diversité génétique à faible échelle spatiale ?
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967318

NNT : 2013LORR0188
tel-00967318
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967318
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967318/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967318/file/THESE_Louise_Brousseau.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD Comite local de coordination de l'Atelier
Résumé : 16 ref. *MAB/UNESCO - MAB/FRANCE - IUFRO - FAO
absent
Etudes de cas
Kourou, Guyana

hal-01032355
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032355

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Correspondance : Dupraz@supagro.inra.fr
En conduite agroforestière, durant leurs premières années de croissance les arbres sont protégés par des abris individuels plastiques ventilés (disponibilité du C02, limitation de l'augmentation de temperature). Les arbres conduits en abri ont une croissance en biomasse totale comparable à celle des arbres sans abris (Dupraz, 1997b), mais présentent une croissance en hauteur plus importante,une croissance en diamètre inferieure (Bergez and Dupraz, 2000) et une biomasse racinaire plus faible de 17% (Dupraz, 1997a). Des études (Bergez and Dupraz, 2000 ; Dupraz and Bergez, 1999) ont conduit à éliminer la responsabilité des facteurs microclimatiques pour expliquer ces diffférences. Il restait un facteur explicatif : I'absence de sollicitation mécanique des arbres dans les abris. En effet, les sollicitations mécaniques telles que le vent induisent des mouvements des axes de plantes. Il a été démontré que les plantes ne perçoivent pas les forces auxquelles elles sont soumises mais leur état de déformation (Coutand and Moulia, 2000). Celle mécano-perception engendre des modifications de la croissance en dimension (Larson, 1954; Coutand et al., 2000) et de l'allocation de la biomasse des vegetaux (Niklas, 1998). Cette expérimentation avait donc pour but de voir si des arbres en abri soumis à des sollicitations mécaniques artificielles retrouvaient une croissance en dimensions et une répartition de la biomasse semblables à celle des arbres de plein vent. L'expérimentation a été conduite sur des merisiers d'un an et comportait 4 traitements : Abri, Abri+flexion artificielles, Sans Abri+vent, Sans abri+tuteurage. Les résultats ne montrent aucune différence de biomasse totale produite entre les 4 traitements. Par contre, les sollicitations mécaniques (naturelles ou artificielles) réduisent la croissance en hauteur (d'environ 60%), stimulent la croissance radiale d'environ 30% et induisent une allocation de la biomasse en faveur des racines. L'absence de sollicitations mécaniques est donc le facteur responsable des différences entre arbres en abri et arbres au vent.Quantitativement, les flexions artificielles n'étaient pas équivalentes à celles induites par le vent et n'ont pas mimé complètement les effets du vent. Reproduire les effets mécaniques du vent dans l'abri nécessite de parvenir à quantifier les variations d'état mécanique induites par le vent sur les axes des arbres. Ceci suppose donc d'abord de comprendre le couplage fluide-structure. Ce type de travail a été initié sur un couvet de luzerne, il explique les couplages vent-mouvements des tiges à la surface du couvert (Py, 2005). Ce type de travail pourrait servir de base à la prolongation de ce travail.
L'arbre isolé
Montpellier, France

hal-01032058
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032058

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier Masson
Résumé : absent
ISSN: 0168-1923

hal-01032365
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032365

Résumé : Les forêts côtières inondables (FCI) des régions tropicales et subtropicales remplissent des fonctions écologiques nécessaires aux écosystèmes marins côtiers situés en aval et aux populations humaines vivant à proximité Aux Antilles, les mangroves et les forêts marécageuses à Pterocarpus officinalis sont structurés par des espèces ligneuses qui ont développé des adaptations particulières à la salinité, à l’inondation et aux substrats meubles sur lesquels elles reposent. Dans des contextes climatiques à forte saisonnalité, les saisons sèches prolongées entraînent de fortes variations de la salinité et du niveau de la nappe, que le changement climatique devrait amplifier. Les modèles climatiques de la région Caraïbe prévoient des saisons sèches plus sèches liées à une baisse des précipitations de 20 à 50 %. Or, la question des capacités de résistance et d’acclimatation des espèces ligneuses des FCI à des variations saisonnières marquées de leur environnement édaphique a été peu traitée dans la littérature scientifique.L’objectif de ce travail de thèse a été double. Il s’est agi, d'une part, de caractériser la structure et la croissance de faciès de végétation représentatifs des FCI antillaises et de mettre en évidence leurs déterminants. A cet effet, des individus adultes, des espèces ligneuses dominantes des FCI, (Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, Pterocarpus officinalis, Rhizophora mangle), dans cinq faciès de végétation sur le gradient terre-mer, ont été suivis sur l'île de Grande-Terre (Guadeloupe). D’autre part, les effets de variations salines extrêmes sur la croissance et l’écophysiologie de ces quatre espèces ont été évalués au stade plantule par une expérience en conditions contrôlées.A travers cette étude, il a été montré que les différences de salinité et de fertilité entre les stationspermettent d’expliquer la composition et la structure des peuplements de FCI. Cette étude a égalementmontré que P. officinalis peut se maintenir dans une gamme de salinité plus large que ne l'indiquait lalittérature.Dans le contexte des Antilles où les marnages sont faibles, la saisonnalité du climat entraine des variations saisonnières importantes d’un ensemble de descripteurs édaphiques tels que le niveau de la nappe, la salinité du sol, le pH et le potentiel RedOx. L’inondation et la salinité des sols sont fortement corrélées aux variations mensuelles des précipitations. Les périodes sèches sont accompagnées de salinités élevées et d’une baisse du niveau de la nappe allant jusqu’à l’exondation des sols dans toutes les stations suivies. Les stress environnementaux liés à la saisonnalité entrainent une baisse de la production primaire. L’accroissement cambial mensuel des individus est fortement corrélé avec les précipitations et l’intensité du vent. Dans les stations de mangrove, la sècheresse édaphique régule la production primaire des palétuviers. En forêt marécageuse, la part de la sècheresse atmosphérique semble plus importante pour expliquer la production de P. officinalis. Aussi, les sècheresses édaphique et atmosphérique doivent être prises en compte toutes deux pour modéliser efficacement la croissance des peuplements des FCI.Lors de la saison sèche, le stress le plus important est le stress hydrique, lié à la diminution de la teneur en eau du sol et à l’augmentation de la salinité, qui entraine des contraintes physiologiques sur les palétuviers (ajustements stomatiques, pertes de surface foliaire et de conductivité hydraulique). Le stress ionique, lié à la toxicité des ions Na+ et Cl-, permet aussi d’expliquer une partie de la contrainte sur l’assimilation en carbone. En saison sèche, l’aération des sols ne se traduit pas par une amélioration des performances de croissance chez toutes les espèces. Aussi, la croissance cambiale maximale de toutes les espèces de FCI est réalisée en saison des pluies lorsque la salinité est faible et les niveaux d’inondation élevés.
In tropical and subtropical regions, flooded coastal forests provide essentials goods and services to local communities. In the Antilles, mangrove forests and the Pterocarpus officinalis swamp forest host tree species that are adapted to salinity, flooding and loose substrates. In areas were climatic seasonality is strong, dry seasons lead to strong fluctuations of soil salinity and water table level ; that climate change is likely to make stronger again. Climate model for the Caribbean project drier dry seasons with a decease of 20 to 50 % in annual rainfall amounts. However, resistance and acclimation ability of flooded coastal forest’s species to strong environmental fluctuations still remain poorly studied.This thesis aims two objectives. On the one hand, it aims to characterize the forest structure and monthly growth of vegetation structures representative of the Antillean flooded coastal forests and to highlight their determinants. In this respect, adult trees of the four dominant species of local flooded coastal forest (Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, Pterocarpus officinalis, Rhizophora mangle), in five stations along a sea – land gradient were monitored on the Grande-Terre island (Guadeloupe). On the other hand, the effects of salinity variation patterns and salinity levels on growth performances and physiology of seedlings from the four same species were investigated through a greenhouse experiment.This study shows that differences among average salinity and soil fertility explain the vegetation structure of flooded coastal forest. It also extents, in the literature, the range of salinity in which P. officinalis can stand at the tree stage.In the Antilles were tidal range is small, climate seasonality lead to strong edaphic seasonal variations in water table level, soil salinity, pH and RedOx potential. Flooding and soil salinity are strongly correlated to monthly rainfall amounts: dry periods lead to high salinity and to a decrease in water table level under the soil surface. Seasonal environmental stresses lead to a decrease of primary production. Cambial growth was strongly correlated to monthly precipitation and average wind speed. In mangrove stations, edaphic drought determines primary production of mangrove trees, when, in swamp forest stations, atmospheric drought determines an important part of P. officinalis’ primary production.During the dry season, water stress is the more important environmental stress, both by the decrease in soil humidity and the increase in soil salinity, and leads to physiological strains (stomatal adjustment, loss of leaf area and hydraulic conductivity) for mangrove trees. Ionic toxicity of ions Na+ and Cl- also explains a part of the strain on carbon assimilation. During the dry season, re oxygenation of soils via low water table level does not lead to an increase of physiological traits. Thus, maximum cambial growth of all species is observed during the rainy season, when salinity is low and water table level is high.Flooded coastal forest’s species do not have the same ability to recover after a dry episode. In all the studied stations, A. germinans’ cambial growth rises back as soon as the rainy season starts, when, for one station, cambial growth of L. racemosa and R. mangle stay null during the three first month of the rainy season. This low ability to recover after a dry episode is correlated to a stronger impact of the dry season on the physiological traits of these two species.The greenhouse experiment shows that salinity variation patterns are to be taken into consideration for explaining seedlings’ growth and salinity tolerance. A stronger salinity increase impacts the growth of all the studied species; a punctual drop of salinity highlights that flooded coastal forest’s species differ in ability to take advantage of a low salinity episode. These results are coherent with field observations as cambial growth was fairly explained by monthly precipitation.

http://www.theses.fr/2013AGUY0674/document

Résumé : Chez la banane dessert, les saveurs sucrée et acide, caractéristiques importantes pour les consommateurs, sont pilotées par les teneurs en acides citrique et malique. Ce travail a donc porté sur l’étude des processus physiologiques qui pilotent l’accumulation de ces acides dans la pulpe de banane (Musa sp. AA) en combinant analyse expérimentale et modélisation écophysiologique. Nous nous sommes notamment intéressés à l’effet du génotype et des conditions de croissance du fruit en adoptant une approche intégrative liant les phases pré et post récolte.Les effets de la charge en fruit, de la fertilisation potassique, et du stade de récolte sur l’accumulation du citrate et du malate dans la pulpe ont été étudiés expérimentalement. La variabilité génotypique a été prise en compte en choisissant trois génotypes présentant des acidités contrastées à maturité. Des différences d’évolution des teneurs en acides, dues à des modifications métaboliques, ont été observées entre les génotypes pendant les phases pré et post récolte. Le stade de récolte a eu un effet significatif sur les teneurs en acides des fruits pendant la maturation post récolte. La charge en fruit et la fertilisation potassique n’en ont eu aucun. Des modèles écophysiologiques ont été développés pour prédire différents critères d’acidité de la banane en pré et post récolte. Le pH et l’acidité titrable ont été prédits par un modèle d’équilibres acido-basiques, la teneur en malate par un modèle de stockage vacuolaire, et la teneur en citrate par un modèle du cycle de Krebs. Ces modèles ont permis d’identifier les processus physiologiques clés qui pilotent l’acidité de la banane. Des paramètres génotypiques ont été identifiés liés à l’activité de l’enzyme malique mitochondriale et à celle des transporteurs mitochondriaux du malate pour le modèle citrate, et à l’activité des pompes à protons vacuolaire ATPases pour le modèle malate. Ces modèles ont également permis de disséquer l’effet des conditions de croissance du fruit sur l’acidité de la banane. L’intégration des modèles développés dans un modèle d’élaboration de l’acidité et son utilisation potentielle pour l’amélioration variétale sont discutées.
Citric and malic acids determine the sourness and sweetness of banana pulp, which are the two main determinants of consumer preferences. The present work focused on the physiological processes controlling the accumulation of citric and malic acids in banana pulp (Musa sp. AA) using experimental analysis and ecophysiological modeling. We chose an integrative approach linking the pre and post-harvest stages, and focused on the effect of genotype and fruit growing conditions. Experiments were conducted to study the effect of fruit load, potassium fertilization and fruit age at harvest on the accumulation of citrate and malate in banana pulp. To account for genotypic variability, three genotypes with contrasting acidity at the eating stage were studied. Major differences in the pattern of citrate and malate accumulation were found in the three cultivars both during growth and post-harvest ripening and were shown to be the result of metabolic changes. The harvest stage had a significant effect on the concentrations of acids during post-harvest ripening. Fruit load and potassium fertilization had no effect.Ecophysiological models were developed to predict several banana acidity criteria during the pre and post harvest stages. pH and titratable acidity were predicted by a model of acid-base reactions; malate content by a model of vacuolar storage; and citrate content by a model of the TCA cycle. These models led to the identification of the key physiological processes that control banana acidity. Genotypic parameters were identified, which were related to the activity of the mitochondrial malic enzyme and of the malate mitochondrial carriers in the citrate model, as well as to the activity of the vacuolar proton pump, ATPase, in the malate model. The two models were also used to analyze the effects of fruit growth conditions on banana acidity.Combining the three models in a global model of banana acidity, and the possible use of this model for varietal improvement are discussed.

http://www.theses.fr/2014AGUY0777/document

Éditeur(s) : HAL CCSD Nature Publishing Group
Résumé : Tropical forests store large amounts of biomass despite they generally grow in nutrient-poor soils, suggesting that the role of soil characteristics in the structure and dynamics of tropical forests is complex. We used data for >34 000 trees from several permanent plots in French Guiana to investigate if soil characteristics could predict the structure (tree diameter, density and aboveground biomass), and dynamics (growth, mortality, aboveground wood productivity) of nutrient-poor tropical forests. Most variables did not covary with site-level changes in soil nutrient content, indicating that nutrient-cycling mechanisms other than the direct absorption from soil (e.g. the nutrient uptake from litter, the resorption, or the storage of nutrients in the biomass), may strongly control forest structure and dynamics. Ecosystem-level adaptations to low soil nutrient availability and long-term low levels of disturbance may help to account for the lower productivity and higher accumulation of biomass in nutrient-poor forests compared to nutrient-richer forests.
ISSN: 2045-2322

hal-01606170
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01606170
DOI : 10.1038/srep45017
PRODINRA : 389876