Abstract: Les forêts tropicales humides sont les plus diversifiés et les plus complexes écosystèmes connus, elles sont des sources essentielles de nourriture, de bois et de substances médicinales, et elles jouent un rôle majeur dans la régulation climatique. Pourtant, ces écosystèmes sont menacés et une augmentation des connaissances sur leurs processus dynamiques est nécessaire afin de les préserver efficacement. La présente étude a pour objectif d’utiliser la technologie LiDAR afin d’établir un indice de lumière suffisamment précis pour caractériser le micro-environnement lumineux des arbres juvéniles en forêt tropicale humide, et d’évaluer l’effet de facteurs environnementaux sur la croissance et la survie des juvéniles de 25 espèces d’arbres tropicaux. Deux types d’indice de lumière ont été définis : l’un basé sur l’influence de la taille et la distance de la trouée de canopée la plus proche, l’autre basé sur la transmittance moyenne à différentes hauteurs. Deux modèles linéaires mixtes ont été paramétrés pour décrire la croissance en diamètre et la croissance en hauteur. Un modèle semi-paramétrique de Cox a été paramétré pour décrire la survie des juvéniles en fonction de l’accroissement en diamètre et en hauteur, des facteurs environnementaux et de l’espèce en tant que variable de stratification. Pour tous ces modèles, une comparaison sur la base du Critère d’information d’Akaïke a été réalisée avec des modèles similaires sans les co-variables de lumière, afin d’évaluer la part d’information apportée par ces indices. Un modèle semi-paramétrique de Cox a été paramétré pour 8 des 25 espèces étudiées afin d’évaluer la variabilité des processus de survie entre les espèces. Les résultats appuient l’hypothèse que la lumière, aussi bien que l’évolution dans le temps de l’environnement lumineux, ont une influence conséquente sur les processus de croissance et de survie des juvéniles en forêt tropicale humide. Il apparait également dans nos résultats que plusieurs processus de croissance sont similaires entre les juvéniles et les arbres ayant un DBH ≥ 10cm, comme le trade-off entre la croissance en diamètre et la croissance en hauteur, ou le tempérament général par rapport à la lumière. Concernant les processus de survie, nos résultats révèlent la grande variabilité interspécifique, chaque espèce réagissant à un ensemble différent de facteurs intrinsèques et environnementaux. Les processus généraux de survie pour les juvéniles en forêts tropicales humides semblent quant à eux être principalement impactés par la solidité du tronc et par sa probabilité de casser, et par la compétition symétrique entre les juvéniles. L’influence du changement de l’environnement lumineux apparait bénéfique à la survie des juvéniles, bien que l’impact de la disponibilité en lumière reste ici obscure

Abstract: Mes travaux de recherche portent sur la caractérisation de l’hétérogénéité, précisément des structures spatiales et de la diversité. J’ai développé de nouvelles mesures de la structure spatiale appliquées principalement en économie géographique et des mesures de diversité appliquées principalement à la biodiversité des arbres. Le fil directeur de ces travaux méthodologiques est de construire des mesures correspondant à une réalité physique, facilement compréhensible, pouvant être utilisées ensuite pour comprendre sans ambiguïté les processus économiques ou écologiques concernés.
Mon projet de recherche à moyen terme consiste à combiner les deux approches pour caractériser la diversité explicitement dans l’espace et dans le temps, et à étendre mes méthodes à d’autres objets (diversité microbienne par exemple) plus complexes. Au-delà de ces travaux méthodologiques, mon objectif à plus long terme est d’aller vers la modélisation des processus générant les patrons de diversité.

Abstract: Étant donné le risque d'extinction accru des niveaux trophiques supérieurs en réponse aux changements environnementaux, la compréhension des mécanismes qui déterminent l’importance des prédateurs dans les fonctions clés de l’écosystème est essentielle. Les broméliacées à réservoirs sont des plantes capables d’absorber une partie de l’azote recyclé par les communautés de micro et macro-organismes aquatiques qu’elles hébergent dans les réservoirs d’eau entre leurs feuilles. Ces plantes ont été utilisées comme habitat dans lesquelles nous avons recréé différentes configurations de communautés aquatiques. En serres, l’apport de proies terrestres enrichies en 15N a permis de déterminer quelle configuration de communauté permet le recyclage le plus rapide de l’azote, en utilisant les broméliacées comme « intégrateurs ». Au laboratoire, nous avons testé l’influence d’un prédateur chassant à l’interface eau-air sur la quantité de proies terrestres entrant dans l’ «écosystème broméliacée ». Nos résultats montrent que (i) les prédateurs chassant à l’interface eau-air ont permis une augmentation de l’entrée de nutriments allochtones, (ii) les micro-organismes ont joué un rôle essentiel dans le recyclage de cet l’azote, et (iii) les prédateurs ont permis d’accélérer ce recyclage, d’autant plus qu’ils sont restés longtemps dans la plante. Nos résultats donnent un aperçu des mécanismes qui peuvent déterminer l’importance des effets « top-down » et « bottom-up » sur le cycle des nutriments dans d’autres systèmes.

Abstract: Until now the altitudinal factor has not been taken into account to estimate tropical arthropod diversity. The ultimate aim of the terrestrial biodiversity
survey “Our Planet Reviewed – Papua New Guinea” was to estimate biological diversity generated by altitudinal turnover of arthropod species. It took place on Mount Wilhelm, Papua New Guinea highest peak (4509 m a.s.l.), and one of the few equatorial mountains outside the Andes left with a continuous undisturbed forest from the sea level all the way to the timber line limit. An unprecedented sampling effort was concentrated over 16 days in 2012 with a semi-simultaneous sampling at eight different elevations (every 500 m from 200 m to 3700 m a.s.l.). Arthropods were collected with various methods: flight interception traps (targeting Coleoptera), Malaise traps (targeting Hymenoptera, Diptera and Hemiptera), Steiner traps (targeting tephritid flies), beating of the understorey vegetation, and insecticide spraying on tree barks (various groups targeted). A botany survey was conducted at each elevation to characterize vegetation. An additional site, Wanang, was sampled according to the same protocol, as replicated lowland site. Our team combined international experts with local postgraduate students, para-ecologists and villagers. Arthropod samples collected during the biotic survey were pre-sorted in Papua New Guinea and forwarded to taxonomists worldwide. The current book presents the first taxonomic results of the biotic survey. Project outputs included not only species discovery, but also direct financial benefits to landowner communities, raised profile of conservation areas, training of paraecologists and postgraduate students, education programmes and, finally, crucial biodiversity information needed for ecological analyses and conservation management.