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Invasions et Transferts biologiques UE41 Master Recherche 2 ème année spécialité Biodiversité et Écologie Continentale Analyse de larticle Présentée par.

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1 Invasions et Transferts biologiques UE41 Master Recherche 2 ème année spécialité Biodiversité et Écologie Continentale Analyse de larticle Présentée par Jérémy MIGLIORE Isabel Gimeno, Montserrat Vilà & Philip E. Hulme 2006 Journal of Biogeography 33, Are islands more susceptible to plant invasion than continents ? A test using Oxalis pes-caprae L. in the western Mediterranean

2 Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens Bassin méditerranéen = Hotspot de biodiversité sensu Mayr et al Grande diversité des substrats, topographie mouvementée, nombreux massifs montagneux et archipels constituant autant de pôles dendémisme Facteurs paléogéographiques ayant favorisé tant la spéciation que la conservation despèces relictuelles Carrefour climatique et biogéographique enrichi par des végétaux européens, africains et asiatiques 1 Environ îles et îlots

3 Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens « Syndrome dinsularité » Caractéristiques propres des populations, espèces ou communautés dues à leur situation insulaire, par ajustements écologiques et fonctionnels (modifications des stratégies adaptatives liées à lisolement notamment) 2

4 Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens « Syndrome dinsularité » Isolement et contraintes particulières déloignement du continent Surface et diversité des habitats variables Système dysharmonique, par structure écologique incomplète (réseaux biotiques et écologiques simplifiés) Espèces peu compétitives (« naïveté écologique »), faiblement adaptées aux perturbations et peu dynamiques 3 Communautés vivantes simplifiées et peu diversifiées par rapport aux continents Pôles dendémisme et de différenciation génétique des taxons (forte valeur patrimoniale)

5 Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens Milieux insulaires « Laboratoires naturels » pertinents pour étudier les patrons et les processus écosystémiques Phytocénoses insulaires particulièrement vulnérables face aux perturbations d'origine anthropique, occasionnant de profonds déséquilibres écosystémiques 4

6 Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens Perte dhabitats Fragmentation 5 1 ère cause dérosion de la Biodiversité à léchelle mondiale

7 Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens Carpobrotus edulis Opuntia sp.Acacia dealbata Cortaderia selloana Ailanthus altissima Senecio inaequidens Robinia pseudoacacia Ambrosia artemisiifolia Impatiens glandulifleaLudwigia peploides 6 1 ère cause dérosion de la Biodiversité en milieu insulaire

8 Objectifs de létude Examiner si loccurrence régionale et labondance locale dune espèce végétale envahissante (sensu Richardson et al., 2000) diffèrent entre des territoires insulaires et continentaux comparables et adjacents Mieux comprendre les facteurs de vulnérabilité insulaire relative face aux invasions biologiques Hypothèse de travail Les espèces allochtones auraient une occurrence plus forte à léchelle régionale, en envahissant une plus large gamme dhabitats, et des densités plus élevées à lintérieur de ces habitats à léchelle locale, au niveau des îles 7

9 Matériel et méthodes Modèle biologique étudié Oxalis pes-caprae L. (Oxalidaceae) = Oxalis / Oxalide Pied-de-chèvre / des Bermudes 8

10 Matériel et méthodes Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae Espèce envahissante caractéristique 9

11 Matériel et méthodes Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae Géophyte annuelle de 8 à 15 cm de hauteur, à souche grêle et rampante, avec occupation forte de lespace via des feuilles, disposées en rosettes denses, longuement pétiolées à trois folioles à forme de cœur 10

12 Matériel et méthodes Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae Originaire de la région du Cap en Afrique du Sud, sous bioclimat méditerranéen Durban Pretoria Le Cap Afrique du Sud 11

13 Péninsule ibérique Italie Grèce Afrique du Nord Matériel et méthodes Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae Prolifération dans les lieux cultivés (vergers) et incultes du littoral méditerranéen (friches) et en zone tempérée, sur tout type de sol Introductions accidentelles : - Bassin méditerranéen en Espagne en Îles Baléares en 1870 Modifié daprès Flora del Paises Catalans + Australie + Californie 12

14 Matériel et méthodes Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae Propagation essentiellement par voie végétative, par lintermédiaire de bulbes et bulbilles, avec des germinations exceptionnelles (pas de fruits et de graines viables observés en Méditerranée) Production denviron 20 bulbilles (de la taille de pois) par bulbe et par an, transportés par les véhicules et engins agricoles, les remaniements de sol, le vent, leau (flottaison des bulbilles), les oiseaux Dormance des bulbilles en été et développement en automne avec floraison de la fin de lautomne au début de lété 13

15 Matériel et méthodes Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae Compétition avec les espèces autochtones pour lespace et la lumière Production de métabolites secondaires comme loxalate empoisonnant le bétail sil en consomme en grandes quantités Inhibition de la germination des espèces natives Espèce à caractère envahissant de « naissance » par prédisposition de ses caractéristiques et traits dhistoire de vie à la prolifération 14

16 Matériel et méthodes Sites détude Quatre régions administratives dEspagne Europe Espagne 15

17 Matériel et méthodes Sites détude Quatre régions administratives dEspagne Europe Mettre flèche du Nord Espagne Îles Canaries Îles Baléares Valencia MurciaMallorca Menorca à 200 km ( ha) ( ha) ( ha) ( ha)

18 Relevés de la présence / absence dOxalis pes-caprae et de son abondance Caractérisation de lhabitat pour chacun des 500 points détude régionaux Matériel et méthodes Démarche expérimentale Hypothèse de la représentativité totale du paysage par ces cellules Stratégie déchantillonnage Aléatoire, par détermination au hasard de 5 cellules UTM de 100 km² de surface, à moins de 20 km de la côte, pour chaque région Stratifiée, par détermination dun point déchantillonnage par carré d1 km de côté dans chaque cellule UTM de 100 km², en suivant les différents réseaux de communication Analyses statistiques pour tester les différences significatives doccurrence ou dabondance à différentes échelles spatiales Stratégie déchantillonnage aléatoire et stratifiée 17 Exemple de la région Mallorca Cellules UTM de 100 km² Stratification en cellules de 1 km²

19 Résultats et discussion Occurrence régionale dOxalis pes-caprae Europe Mettre flèche du Nord Espagne Murcia MallorcaMenorca Valencia 57,52 %76,20 % 18,28 % 41,74 % Taux de présence, mesurés à léchelle régionale, supérieurs en milieu insulaire 18

20 Résultats et discussion Occurrence régionale dOxalis pes-caprae Côtier Urbain Vergers Marge champs Matorral Forêts Pelouses Vieux champs Arbres cultivés Site rudéral Fréquence relative (%) des habitats échantillonnés par région Occurrence proportionnelle (%) dOxalis par habitat et par région Occurrence des Oxalis variable selon les habitats Côtier Urbain Vergers Marge champs Matorral Forêts Pelouses Vieux champs Arbres cultivés Site rudéral Habitats les plus fréquemment rencontrés pas forcément les plus envahis En milieu continental occurrence très faible voire nulle au niveau des forêts et matorrals En milieu insulaire forte présence au niveau des zones agricoles (Modifié daprès Gimeno et al., 2006) 19

21 Résultats et discussion Occurrence régionale dOxalis pes-caprae significativement différente entre îles et régions continentales Mathématisation de limpact écologique des espèces introduites par région : I = Σ (D i × A i ) Impact écologique Abondance locale pour chaque habitat Distribution pour chaque habitat (Daprès Parker et al., 1999) Impact des espèces introduites et envahissantes environ deux fois plus important sur les îles que sur les continents 20

22 Résultats et discussion Abondance locale dOxalis pes-caprae Rudéral Plantation arbres Vieux champs Pelouses Forêts Matorrals Marge de champs Vergers Sites urbains Sites côtiers Abondance locale 0 Habitats Rudéral Plantation arbres Vieux champs Pelouses Forêts Matorrals Marge de champs Vergers Sites urbains Sites côtiers Abondance locale 0 Habitats MurciaValencia Abondance moyenne élevée au niveau des parcelles sylvicoles Abondance moyenne faible au niveau des vieux champs et sites rudéraux Absence des pelouses, forêts, matorrals et sites côtiers 21 (Modifié daprès Gimeno et al., 2006)

23 Résultats et discussion Abondance locale dOxalis pes-caprae Rudéral Plantation arbres Vieux champs Pelouses Forêts Matorrals Marge de champs Vergers Sites urbains Sites côtiers Abondance locale 0 Habitats Rudéral Plantation arbres Vieux champs Pelouses Forêts Matorrals Marge de champs Vergers Sites urbains Sites côtiers Abondance locale 0 Habitats MallorcaMenorca Abondance moyenne élevée pour les marges des champs et les vieux champs Abondance moyenne faible au niveau des pelouses Ensemble des habitats insulaires envahis par Oxalis pes-caprae à Menorca 22 (Modifié daprès Gimeno et al., 2006)

24 Résultats et discussion Statistiquement, labondance locale dOxalis pes-caprae nest pas significativement différente entre îles et régions continentales Phénomènes régionaux Plus faible amplitude environnementale Diversité en habitats plus limitée Degré élevé durbanisation et de développement, avec afflux plus important de propagules 23 Processus locaux Plus faible résistance biotique des communautés (systèmes dysharmoniques) Plus faible richesse en espèces indigènes Plus faibles aptitudes à la compétition (naïveté écologique, niches vacantes) Plus importants pour expliquer la vulnérabilité accrue des systèmes insulaires

25 Résultats et discussion Facteurs de prolifération dOxalis pes-caprae sur lensemble des habitats insulaires Forte dépendance pour sa dispersion aux activités humaines plus intenses et aux animaux domestiques plus nombreux en milieu insulaire Isolement et confinement des milieux insulaires à plus faible surface par rapport au continent doù la colonisation dune plus large gamme dhabitats 24

26 Conclusions et perspectives Échelles régionales et locales analysées via un important échantillonnage (2000 points étudiés) par comparaison de milieux insulaires et continentaux apparentés et proches Importance des activités anthropiques pour lexpansion de cet alien dans plusieurs habitats Milieux insulaires plus vulnérables aux invasions biologiques à léchelle régionale, même si les facteurs locaux ne semblent pas différents de ceux rencontrés en milieu continental Essais de transplantations, suivi temporel et analyses génétiques à envisager 25

27 Conclusion et perspectives Autres travaux intégrant lespèce Oxalis pes-caprae Coopérations européennes favorisant linterdisciplinarité et la mise en commun des données et des compétences, pour des avancées rapides autant sur le plan fondamental quappliqué Programme EPIDEMIE Exotic Plant Invasions : Deleterious Effects on Mediterranean Island Ecosystems 26 Vision nouvelle des invasions végétales en milieu insulaire, pour proposer des modes de gestion conservatoires et durables à des échelles locales et régionales Carpobrotus edulis Ailanthus altissima

28 Local and regional assessments of the impacts of plant invaders on vegetation structure and soil properties, Vilà et al Journal of Biogeography 33, Local and regional abundance of exotic plant species on Mediterranean islands : are species traits important ?, Lloret et al Global Ecology and Biogeography 13, Conclusion et perspectives Autres travaux intégrant lespèce Oxalis pes-caprae Programme EPIDEMIE 27 Plus faible impact des oxalis sur la diversité des communautés végétales indigènes, tout de même fonction des îles et des habitats Impact of plant invasion on species diversity in Mediterranean islands, Vilà et al Proceedings 10th Medecos Conference Peu de compétition avec les annuelles vulnérables par décalage de la phénologie des Oxalis (sénescence au printemps) par rapport au maximum de diversité végétal Fort lien avec les perturbations anthropiques (contexte des habitats important) Peu deffets marqués sur les propriétés des sols par faible biomasse et courte occupation des sols dans le temps Stochasticité naturelle des invasions biologiques limitant toute approche déterministe des patrons dynamiques des aliens en milieu insulaire

29 Conclusion et perspectives Modes de gestion envisageables 28 Meilleur mode de contrôle = Prévention (Daprès Nature Conservancy 2002) Arrachage manuel Disposition de bâches Procédés physiques Utilisation dherbicides au bon moment Traitements chimiques Peu de données : peut- être Klugeana philoxalis Lutte biologique

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