Quels facteurs limitent l’installation d’une graminée pérenne dominante pour la restauration écologique des pelouses sèches méditerranéennes ?

Le Brachypode rameux, Brachypodium retusum (Pers.) P. Beauv., est une espèce herbacée pérenne qui domine les pelouses sèches méditerranéennes. Dans la plaine de la Crau (Sud-Est de la France), sa recolonisation spontanée est très faible après perturbation du sol. L’objectif principal de ce travail a donc été de tester les différentes hypothèses pouvant expliquer les raisons de cette faible colonisation dans le but d’améliorer l’efficacité des opérations de restauration écologique futures. Nous avons d’abord testé si sa dynamique résulte d’une différenciation génétique entre les populations. Nous avons ensuite étudié la différenciation adaptative des traits phénotypiques en fonction de plusieurs facteurs environnementaux clés et analysé quels facteurs environnementaux limitent alors la recolonisation. Nous avons aussi testé in situ l’effet du pâturage et du feu sur le recouvrement végétatif ainsi que sur la reproduction sexuée de B. retusum. Pour finir, nous avons mesuré l’effet de l’arrosage initial et du pâturage sur l’installation de ses plantules. Nos résultats ont montré que les populations de B. retusum sont génétiquement différenciées pour les marqueurs neutres et les traits phénotypiques. Cette différenciation est supérieure à la dérive seule et suggère donc une adaptation aux conditions environnementales. Les expériences in situ ont, quant à elles, montré que le feu a un effet positif sur la reproduction de B. retusum et sur sa communauté végétale associée. Enfin, l’effet de l’arrosage a été positif sur la survie de ses plantules uniquement dans les parcelles pâturées. Le pâturage au début du cycle de vie a cependant eu un effet négatif sur le recrutement et la croissance des plantules. Ramose false brome, Brachypodium retusum (Pers.) P. Beauv., is a perennial herbaceous species that dominates French dry Mediterranean grasslands. In the Crau plain (South-East of France), its spontaneous re-establishment is very low after human interventions involving soil disturbance contrary to studies from other regions. The major objective of this PhD thesis was to test different hypothesis potentially explaining the different colonisation patterns for improving the re-establishment of this species in future ecological restoration projects. We tested whether these different colonisation patterns are the result of genetic differentiation among populations. We further studied the adaptive differentiation of phenotypic traits to several environmental factors. The second part of the study analysed the environmental factors that limit in situ re-establishment. We tested the effect of grazing and fire on vegetative cover as well as on sexual reproduction of established B. retusum. Finally, we measured the effect of initial watering and grazing on seedling establishment. Our results showed that populations of B. retusum are genetically differentiated in neutral markers but also in phenotypic traits. This differentiation is superior to drift alone and suggests adaptation to environmental conditions. In situ experiments showed that fire has a positive effect on B. retusum reproduction in adult populations and on the associated plant community. During the second season, the positive effect of watering on seedling survival was significant only in the grazed plots. Grazing in early life cycle stages had a negative effect on seedling recruitment and growth.