La clonalité : un processus majeur de la dynamique spatiale et du fonctionnement des communautés végétales en systèmes prairiaux

Dispersion through clonal growth may be a major process of plant community structuring especially in grassland systems where most species are clonal. These species produce genetically identical ramets organized in a network structure, whose aggregation depends on the species clonal growth strategy. The present thesis aims at analyzing and understanding grassland plant community dynamics based on spatial assembly rules of clonal species and determining its consequences for community functioning. To achieve these goals, we used complementary experimental and modeling approaches. We demonstrated that clonal growth strategies determine community spatial structure at fine scale, generating a wide range of patterns. This variability was suggested to result from a modification of clonal traits in response to the biotic environment. Indeed, we demonstrated that clones are able to adjust horizontal growth based on competitor's identity. The adaptive nature of this plastic response in resistance to competition depended on plant structural blue-print and, to a lesser extent, on ontogeny. We also demonstrated that clonal traits had a major role in community functioning by influencing productivity, probably through the spatial patterns they drive. These results were applied to the establishment of herbaceous buffer strips and helped to define an optimal sowing to maximize water preservation. The present thesis underlines the importance of spatial processes operating at the clone scale for those operating at the community or the ecosystem scale.La dispersion par croissance clonale serait un processus majeur de la structuration des communautés végétales, particulièrement en prairies où une majorité d'espèces sont clonales. Celles-ci produisent des modules génétiquement identiques organisés en réseau, dont l'agrégation dépend de la stratégie de croissance de l'espèce. Cette thèse vise à analyser et à comprendre la dynamique des communautés végétales de prairie en se basant sur les règles d'assemblage spatial des espèces clonales et d'en déterminer les conséquences pour leur fonctionnement. Pour cela, des approches complémentaires expérimentales et de modélisation ont été utilisées. Nos résultats montrent que les stratégies de croissance des clones déterminent la structure spatiale des communautés à échelle fine, générant un large panel de patrons. Le patron spatial d'une espèce varie selon les stratégies de croissance clonale présentes dans la communauté. Ces variations résulteraient d'une modification des traits clonaux en réponse à l'environnement biotique. Le clone est capable d'ajuster sa croissance horizontale selon l'identité de son compétiteur grâce aux informations collectées par les modules. La valeur adaptative de cette réponse plastique dans la résistance à la compétition dépend du structural blue-print de la plante mais peu de l'ontogénie. Nous montrons également que les traits clonaux ont un rôle majeur dans le fonctionnement des communautés en influençant leur productivité, probablement via les patrons spatiaux qu'ils génèrent. Ces résultats ont été utilisés dans le cadre de la mise en place des bandes enherbées, afin de définir un semis optimal par rapport à leur fonction de préservation de la qualité de l'eau. Ce travail souligne l'importance des processus spatiaux observés à l'échelle du clone pour ceux opérant à l'échelle de la communauté ou de l'écosystème