Changements de la végétation de l'Holocène en Europe : utilisation de la reconstruction végétale quantitative basée sur le pollen pour explorer la dynamique spatio-temporelle, la diversité et l'impact des facteurs naturels sur les communautés végétales.

    Serge, Maria Antonia (1992-.... ; docteure en géographie) (2024)
Thèse
Accès restreint
    • 2024TLSEJ025
    • Changements de la végétation de l'Holocène en Europe : utilisation de la reconstruction végétale quantitative basée sur le pollen pour explorer la dynamique spatio-temporelle, la diversité et l'impact des facteurs naturels sur les communautés végétales.
    • Holocene vegetation shifts in Europe: utilizing quantitative pollen-based vegetation reconstruction to explore spatio-temporal dynamics, diversity, and the impact of natural drivers on vegetation
    • 3 mai 2024
    • Échelle européenne
    • Quantification et spatialisation des paléovégétations
    • Modélisation pollinique
    • Reconstitutions paléopaysagères
    • Holocène
    • Diversité
    • European scale
    • Quantification and spatialisation of past vegetation
    • Pollen modelling
    • Past landscape
    • Holocene
    • Diversity
    • L’érosion de la biodiversité et des services écosystémiques associés, au cœur de nombreuses politiques publiques, suscite également un intérêt croissant des citoyens. Malgré cette prise de conscience, les principales pressions, loin de s’être atténuées, se sont pour certaines intensifiées ces dernières décennies (accentuation du changement climatique, dégradation et fragmentation des habitats, pollutions…). La préservation et/ou la restauration de la diversité des espèces et des habitats, ainsi que leur durabilité requièrent une meilleure compréhension de la dynamique du couvert végétal et des facteurs à l’origine de cette diversité.
      Ce travail vise à reconstituer, sur le long terme et pour l’Europe, les changements du couvert végétal, de la diversité végétale et à identifier les facteurs environnementaux influençant leurs dynamiques spatio-temporelles. Cette thèse compile un corpus de données polliniques de plus de 1600 sites répartis de 30°–71° N et 20° W–47° E couvrant la période de l’Holocène (11 700 cal BP). L’application du modèle « Regional Estimates of VEgetation Abundance from Large Sites » (REVEALS) aux données polliniques a permis de générer des cartes du couvert végétal européen pour une résolution spatiale de 1°x1° (539 pixels) et 25 fenêtres temporelles de 100 à 500 ans couvrant l’Holocène. REVEALS requiert des paramètres d’entrée, tels que la production pollinique (RPP) des taxons modélisés et leur vitesse de chute. Plusieurs synthèses des productions disponibles en Europe ont été réalisées et le nombre des taxons a été récemment revisité en intégrant notamment des taxons méditerranéens. Le chapitre 3 de cette thèse teste la sensibilité du modèle REVEALS (valeur des productions polliniques, nombre et type de taxons inclus, notamment inclusion des taxons entomophiles) sur les reconstitutions du couvert végétal contemporain et passé. Les estimations du couvert forestier par le modèle REVEALS et celles de la base de données du couvert forestier global ont été comparées pour la période contemporaine, ce qui a permis de sélectionner les valeurs de production polliniques les plus adéquates pour reconstituer le couvert végétal européen. Le chapitre 4 mobilise ces reconstitutions (pourcentage de recouvrement de chaque taxon pour chaque pixel et fenêtre de temps) pour distinguer des types de végétation et explorer leurs changements spatio-temporels. Pour chaque groupe, des analyses de diversité (turnover, équitabilité, taux de changement, diversité α et β) ont été réalisées. Les résultats décrivent la variabilité de l’aire biogéographique de six groupes de végétation au cours du temps, avec quatre phases distinctes de changement : 11700-9200, 9200-5200, 5200-1700 et 1700-aujourd’hui. Les deux premières phases se caractérisent par une forte β-diversité et une faible équitabilité, alors que la dernière phase enregistre une baisse de l'équitabilité et de la β-diversité témoignant d’une homogénéisation de la végétation, surtout en Europe centrale, s’accélérant sous la pression anthropique.
      Le Chapitre 5 évalue le poids respectif de plusieurs facteurs environnementaux, tels que le climat (précipitation et température) et la mégafaune, sur la dynamique des six types de végétation en mobilisant des analyses de redondance et de partitionnement de la variation couplées au calcul du taux de changement du couvert végétal. Les formations arborées (à Bouleau, mixtes…) réagissent particulièrement aux effets combinés des facteurs environnementaux. Une forte accélération du taux de changement observée pour chaque type de végétation depuis 1700 cal BP marque une période charnière liée à de forts changements des caractéristiques et la distribution de la végétation. Ces approches apportent une lecture plus concrète de la structure et de la composition du couvert végétal passé et de l’impact des facteurs environnementaux sur sa répartition. Elles constituent des outils potentiels pour des modèles prédictifs (climat, écologie…).
    • The erosion of biodiversity and associated ecosystem services, at the heart of many public policies, also generates increasing interest among citizens. Despite this growing awareness, the main pressures have not diminished and have, in some cases, intensified in recent decades (such as climate change, habitat degradation and fragmentation, pollution, etc.). The preservation and/or restoration of species and habitat diversity, as well as their sustainability, require a better understanding of vegetation cover dynamics and the factors contributing to this diversity.
      This work aims to reconstruct, over the long term and for Europe, changes in vegetation cover, plant diversity, and to identify the environmental factors influencing their spatio-temporal dynamics. This thesis compiles a dataset of pollen data from over 1600 sites spread from 30°–71° N and 20° W–47° E covering the Holocene period (11,700 cal BP). The application of the "Regional Estimates of VEgetation Abundance from Large Sites" (REVEALS) model to the pollen data has generated maps of European vegetation cover with a spatial resolution of 1°x1° (539 pixels) and 25 time windows of 100 to 500 years covering the Holocene. REVEALS requires input parameters such as the pollen productivity (RPP) of the modeled taxa and their fall speed. Several syntheses of the available productions in Europe have been conducted, and the number of taxa has recently been revisited, including the integration of Mediterranean taxa. Chapter 3 of this thesis tests the sensitivity of the REVEALS model (pollen productivity values, number and type of taxa included, including the inclusion of entomophilous taxa) on the reconstructions of contemporary and past vegetation cover. The vegetation cover estimates from the REVEALS model and those from the global forest cover database were compared for the contemporary period, allowing the selection of the most adequate pollen productivity values for reconstructing European vegetation cover. Chapter 4 uses these reconstructions (percentage cover of each taxon for each pixel and time window) to distinguish types of vegetation and explore their spatio-temporal changes. For each group, diversity analyses (turnover, evenness, rate of change, α and β diversity) were conducted. The results describe the variability of the biogeographical area of six vegetation groups over time, with four distinct phases of change: 11700-9200, 9200-5200, 5200-1700, and 1700-today. The first two phases are characterized by high β-diversity and low evenness, while the last phase records a decrease in evenness and β-diversity, indicating a homogenization of vegetation, especially in central Europe, accelerating under anthropogenic pressure.
      Chapter 5 assesses the relative weight of several environmental factors, such as climate (precipitation and temperature) and megaherbivores diversity, on the dynamics of the six types of vegetation using redundancy analysis and partitioning of variation coupled with the calculation of the rate of change of vegetation cover. Woody formations (Birch, mixed, etc.) particularly react to the combined effects of environmental factors. A strong acceleration of the rate of change observed for each type of vegetation since 1700 cal BP marks a pivotal period linked to significant changes in the characteristics and distribution of vegetation. These approaches provide a more concrete understanding of the structure and composition of past vegetation cover and the impact of environmental factors on its distribution. They constitute potential tools for predictive models (climate, ecology, etc.).
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Citation bibliographique

Serge, Maria Antonia (1992-.... ; docteure en géographie) (2024), Changements de la végétation de l'Holocène en Europe : utilisation de la reconstruction végétale quantitative basée sur le pollen pour explorer la dynamique spatio-temporelle, la diversité et l'impact des facteurs naturels sur les communautés végétales. [Thèse]