Facteurs écologiques de la variation de composition spécifique dans les communautés de bryophytes à fine échelle spatiale

Abstract

La β-diversité quantifie l’importance du changement dans la composition spécifique des communautés d’espèces. Elle se décompose en deux facteurs : le turn-over, où le changement de composition spécifique est dû au remplacement d’espèces lié au filtre environnemental, et la nestedness, où le changement de composition spécifique est dû à la perte ou au gain d’espèces liés à des facteurs historiques. Les gradients altitudinaux présentent d’importants changements environnementaux sur une courte distance et offrent par conséquent un environnement de choix pour l’étude des mécanismes régissant la variation spatiale de la β-diversité. Le modèle biologique utilisé dans ce mémoire est le taxon des bryophytes (mousses et hépatiques, anthocérotes exclues). Les bryophytes ont une morphologie et une écophysiologie les rendant davantage sensibles aux variations environnementales que leur taxon frère, les eutrachéophytes. Elles sont donc un modèle biologique optimal pour l’étude de la β-diversité. De plus, dans le contexte des changements climatiques globaux, il est encore plus intéressant de comprendre comment répondent les bryophytes aux changements environnementaux. L’objectif de ce mémoire est de mettre en évidence l’importance des deux composantes de la β-diversité et de quantifier le rôle des variables environnementales (climatiques, géo-pédologiques et topographiques) sur les variations de la β-diversité chez les bryophytes. Pour se faire, un échantillonnage de 301 placettes de 4m² a été réalisé dans les Alpes vaudoises entre 375 et 3210m. Les analyses de β sont faites sur 234 espèces de mousses et 59 espèces d’hépatiques. Un jeu de données de 42 variables environnementales est synthétisé par ACP, ce qui permet de réaliser une régression entre la β-diversité et l’environnement. Enfin, une analyse canonique des correspondances a été réalisée pour visualiser comment les gradients floristiques varient en fonction des variations environnementales. L’analyse des composantes de β met en évidence que le turnover et la nestedness contribuent chacun à 89% et 11% de la β-diversité totale. Ceci met en évidence la prévalence des filtres écologiques sur les filtres historiques (capacités dispersives). Cependant, malgré l’utilisation d’une matrice environnementale très complète, l’environnement n’explique que 21% et 8% de la variance floristique chez les mousses et les hépatiques, respectivement. Ce résultat est interprété en termes d’un déséquilibre entre les conditions environnementales et la composition des communautés de bryophytes, appuyant des études récentes révélant la présence de limites dispersives chez ces dernières. Parmi les variables environnementales examinées, les variables climatiques prévalent très nettement sur les variables géo-pédologiques et géographiques, ce qui est en accord avec les attendus hypothétiques liés à la condition poikilohydrique des bryophytes. Cependant, les variables géo-pédologiques expliquent 26,1% de plus de la variation de composition floristique chez les hépatiques que chez les mousses, suggérant que, dans la zone d’étude, les hépatiques sont de plus fines indicatrices de la variation locale des caractéristiques édaphiques comme le pH que les mousses. L’identification d’un pool d’espèces liées aux conditions climatiques associées aux basses et aux hautes altitudes, respectivement, ouvre la porte à l’utilisation de ces espèces comme des bio-indicateurs dans la cadre du réchauffement climatique.