Ecological restoration of alluvial floodplain by transfer of biological material : importance of the initial phases on the plant communities trajectories.

Les prairies humides alluviales abritent une faune et une flore originales et diversifiées du fait de leur hétérogénéité spatio-temporelle et apportent de nombreux services aux êtres humains (services écosystémiques).Pourtant, ces milieux qui résultent d’activités agricoles traditionnelles sont soumis à divers types de menaces, telles que l’urbanisation ou l’intensification des activités agricoles, associées au drainage ou à la mise en culture et au labour. Ces écosystèmes sont également soumis à des modifications des processus de dispersion des espèces. Dans un contexte de régression des zones humides au niveau mondial et national, l'enjeu de conservation et de restauration de certains sites doit s'accompagner d’une connaissance approfondie du fonctionnement de ces milieux.L’écologie de la restauration est une discipline basée sur les théories et les concepts fondamentaux de l’écologie des communautés, fonctionnelle et du paysage. Les connaissances en découlant permettent la définition de protocoles de gestion des milieux. L’écologie de la restauration constitue en retour un moyen de tester les concepts d’écologie fondamentale. Parmi les processus qui entrent en jeu dans l’assemblage d’une communauté, les filtres écologiques (de dispersion, environnementaux et de co-existence) occupent un rôle clé. Leur compréhension est nécessaire pour l’atteinte des objectifs de restauration écologique.Sur la base des approches issues des assemblages des communautés végétales, cette thèse a permis d’identifier des processus intervenant dans les premières phases de restauration écologique des prairies alluviales. Nous avons ainsi pu approfondir les connaissances relatives à la préparation des conditions initiales via un travail du sol, aux effets des types d’apport biologique, de plus en plus complets, et au rôle de la gestion sur les trajectoires des cortèges floristiques au cours des premières années de restauration écologique.Premièrement, nos résultats tendent à soutenir le fait qu’une préparation des conditions initiales du milieu à restaurer favorisait l’installation des espèces végétales cibles. En revanche, cette préparation ne semble pas nécessiter une intervention lourde (comme un labour profond du sol). Des interventions plus légères, comme une fauche et un hersage, semblent suffisants pour permettre le recrutement et l’installation des espèces cibles. Ensuite, nos résultats ont montré que le transfert de matériel biologique, qu’il s’agisse d’un semis de graines, de transfert de foin ou de transfert de blocs de sol, permettait de contourner la limitation de dispersion et de disponibilité des graines des espèces cibles des prairies humides alluviales, vérifiant les résultats observés dans la littérature. De faibles différences ont néanmoins été détectées entre les types de matériel biologique transféré, mais nécessiteraient des investigations à plus long terme pour être confirmées. Enfin, nos observations ont permis d’apporter des éléments sur les effets de la gestion sur les trajectoires des communautés végétales lors des toutes premières phases de restauration. Ainsi, le maintien d’une perturbation mécanique sur des périodes adaptées permet de renforcer la dynamique des communautés vers celles de la référence.Les acteurs de la société (politiques, gestionnaires) sont de plus en plus impliqués dans la mise en place de programmes de restauration et toutes ces connaissances nous ont permis d’apporter des éléments concrets pour la restauration des prairies humides alluviales.Floodplains house an original and diversified fauna and flora thanks to their spatio-temporal heterogeneity and provide many services to human beings (ecosystem services).However, these ecosystems are subject to various types of threats, such as urbanization or intensification of agricultural activities. These ecosystems are also subject to changes in the processes of species dispersal and proliferation of invasive species influencing their plant communities. In a context of global and national wetland regression, their conservation and restoration is a challenge.The ecological restoration is a discipline based on theories and concepts of fundamental ecology. The ecological restoration is in return a way of testing the concepts of fundamental ecology. Among the processes taking place in the assembly of the community, ecological filters play a key role. Their understanding is necessary to achieve the goals of restoration.On the basis of the approaches of assemblages of plant communities, we identified the processes involved in the first phases of ecological restoration of alluvial floodplains. We learned more about the preparation of initial conditions through tillage, the effects of different types of biological inputs, more and more complete, and the role of the management on trajectories of plant communities during the first years of ecological restoration.First, our results underlined the positive effects of the preparation of the initial soil conditions. It favored the installation of the target plant species. However, this preparation does not need a heavy intervention, such as deep tillage. Interventions, such as mowing and harrowing, aresufficient to enable the recruitment and installation of target species. Our results showed that the transfer of biological material, from seed sowing to soil transfer, enabled to limit the dispersal and availability of wet grassland species, as described in the literature. Finally, our observations highlighted the management effects on plant community trajectories during the first restoration phases. Thus, the maintenance of the mechanical disturbance enables to reinforce the dynamics of the communities towards those of the reference.The different actors of the society (policy manager, stakeholders) are more and more involved in the implementation of restoration programs and this thesis brings concrete elements for the restoration of alluvial floodplains