Corylus project: influence of the composition and structure of the forest patches on biodiversity. Finalrport of the Contract GIP-Ecofor-MEEDM No.0000192
Projet Corylus : influences de la composition et de la structure des masses forestières sur la biodiversité. Rapport final de la Convention GIP Ecofor-MEEDM n°0000192
Résumé
Context and objectives - French landscapes are marked by a continuous increase in forest cover for the last two hundred years (from 15 to 30% of the surface area of France). For some biota, such as plant species, very few studies dealt with the impact of spatial structure of woodlands on biodiversity patterns. This project planned to analyze such relationships between plant and bird species diversity and spatial structure of woodlands. In order to be able to separate between local (soil, climate, stand type) and landscape effects, and to get enough statistical replicates of different landscape configurations, we worked with the National Forest Inventory (NFI) data gathered over all Northern France for plants, and with the entire French STOC network for birds. Landscape indices were measured or calculated from aerial photo-interpretation and existing national forest maps. Questions - (1) Do forest plant species display specific patterns of presence according to the distance to the external forest edge? What is the maximum range of this "edge effect"? (2) How did forest spatial organization changed since the beginning of the XIXth century? (3) What is the influence of the structure and composition of the surrounding forest habitats on the local flora? What are the respective proportions of plant composition variation explained by local factors versus landscape features? Does the magnitude of landscape effects vary according to the scale of measurement? (4) Have hedgerows connecting woodland patches a beneficial role on forest bird species, because they would act as corridors and counteract the detrimental effects of forest fragmentation? Results - (1) More than 100 plant species, among the most common species in French forests, showed a significant positive or negative response to edge distance. The depth of edge influence often extended over 1200 m. The depth of edge influence is not only due to abiotic effects (light, humidity, soil nutrient richness) but could also be linked to movement of the forest edges during the past. Forest species migration could not track the change in the position of forest edges. (2) Forest area in Lorraine increased from 29.6% in 1830 to 34.9% in 2000, i.e. a 18% increase over 170 years. This increase rate was much lower than the national average previously estimated from ancient inventories. The proportion of ancient woodlands varied a lot according to land owner: 90% in state forests, 88% in communal forests and 49% only in private forests. The proportion of recent forests connected to ancient woodlands was high (87%). This confirms that the increase in forest cover mainly resulted in a centrifuge movement of edges towards the exterior of woodland patches. (3) The part of variation in vegetation composition explained by landscape variables was 4 to 5 times less than by the part explained by local factors (soil, climate and stand type). Vegetation responded to three main landscape gradients: the first one was the distance to the external forest edge, the second was the proportion of cuttings and young stands (
Enjeux et objectifs - Par l'augmentation de sa surface depuis près de 200 ans, la forêt joue un rôle de plus en plus fort dans l'évolution constante des paysages français. Malgré de nombreux travaux sur le lien entre l'organisation spatiale des forêts au sein de cette matrice et la biodiversité de différents taxons, encore peu d'études ont étudié l'impact de cette organisation sur la biodiversité intra-forestière. Ce projet aborde l'influence de la structure spatiale et de la composition des masses forestières sur la diversité de la végétation et de l'avifaune forestières à une large échelle (France entière pour l'avifaune et moitié Nord de la France pour la flore). Il s'appuie sur le réseau de placettes de l'IFN pour la flore et le réseau STOC pour les oiseaux. Les indices paysagers ont été obtenus à partir des fonds cartographiques de l'IFN et par photo-interprétation d'images aériennes de la BD-Ortho. Questions - (1) Les plantes forestières présentent-elles une structure spatiale de l'extérieur vers l'intérieur des massifs ? Quelle est la portée de cet effet "lisière" ? (2) Comment les structures forestières ont-elles évolué depuis 1830 ? (3) Quelle est l'influence de la structure et de la composition de la mosaïque des habitats intra et extra-forestiers sur la flore forestière ? Quelle est la part expliquée par le paysage par rapport aux facteurs locaux ? Comment varie la magnitude des effets paysagers selon l'échelle d'analyse du paysage ? (4) Les haies reliant les taches forestières ont-elles un effet bénéfique sur les oiseaux forestiers en jouant le rôle de corridor écologique et contrebalançant les effets délétères de la fragmentation ? Résultats - (1) Plus de 100 espèces de plantes parmi les plus fréquentes des massifs forestiers du Nord de la France répondent négativement ou positivement à la distance à la lisière externe du massif. La portée de l'effet "lisière" dépasse souvent 1200 m. Ces portées élevées ne sont pas uniquement le reflet de gradients abiotiques mais pourraient être liées à un déplacement de la lisière au cours du temps. Ce déplacement a été trop rapide pour être suivi par ces espèces à faible capacité de dispersion. (2) La proportion de forêts pour la Lorraine passe de 29,6% en 1830 à 34,9% en 2000, soit une hausse de 18% en 170 ans. Ce taux d'augmentation de la surface forestière est beaucoup plus faible que la moyenne obtenue d'après les documents d'archives à l'échelle nationale. La proportion de forêts anciennes varie selon le type de propriété : 90% en domanial, 88% en communal et seulement 49% en forêt privée. Le pourcentage de la surface actuelle connectée à un massif de forêt ancienne est de 87%. L'augmentation s'est donc faite surtout par mouvement des lisières vers l'extérieur des massifs anciens. (3) La part de variation de la composition floristique expliquée par le paysage est 4 à 5 fois inférieure à celle liée aux facteurs locaux (station, peuplement forestier). La flore répond à trois principaux gradients paysagers : le premier oppose des communautés de lisière aux communautés de c½ur de massif (déjà identifié ci-dessus), le second est lié à la quantité de coupes et de peuplements jeunes (