Resilience of rainfed grasslands under increasing drought: what are the relationships between the responses of plant communities and the drought survival strategies of perennial grasses? | Résilience des prairies pluviales en cas de sécheresse croissante : Quelles sont les relations entre les réponses des communautés végétales et les stratégies de survie à la sécheresse des graminées pérennes ?

英语. More intense and frequent droughts are expected in many ecosystems associated with climate change scenarios, such as the French Mediterranean area and the Río de la Plata basin. Although natural grasslands and rangelands have always faced drought events, the resilience capacity of these communities under extreme drought has been little studied. Consequently, the links between ecosystem functioning and the strategies of species under intense drought deserve attention. The thesis will include three main chapters. The first two articles are associated with a climate experiment that was carried out to mimic the future drier summers of a French sub-humid Mediterranean rangeland (La Fage, Larzac Plateau). The first article, at the community level, identified a tipping point associated with the loss of resilience of this rangeland. A modelling approach revealed a degradation threshold associated with a reduction of plant cover less than 50% in the driest environments that indicates an intense degradation although the impact of increased drought on biomass productivity and forage quality remained limited. A second article reports the intraspecific variability and phenotypic plasticity of Bromopsis erecta in the year following the end of field climate treatments. The decline in abundance of this perennial grass over time was associated with the ability of plants to maintain cell membrane stability on the leaf bases, including meristems, which are the survival organs of grasses. The third chapter reports a study with Campos grassland species from Río de la Plata, that were evaluated in contrasting watering conditions experiment in Uruguay, while water-related traits of these grasses were measured in Fance. We combined complementary approaches by measuring traits from different plant organs (leaf blades and leaf bases), measured in standard conditions and in a short dry-down period in common garden and in field whenever possible. We studied the relationships of two key traits, membrane stability and embolism resistance, with the plant drought survival strategies of perennial grasses. This integrative study will provide knowledge to understand and manage better grassland ecosystems and grasses under climate change.

法语. Des sécheresses plus intenses et plus fréquentes sont attendues dans de nombreux écosystèmes selon les scénarios de changement climatique, tels que la région Méditerranéenne française et le bassin du Río de la Plata. Bien que les prairies naturelles et les pâturages aient toujours fait face à des épisodes de sécheresse, la capacité de résilience de ces communautés face à des sécheresses extrêmes a été peu étudiée. Par conséquent, les liens entre le fonctionnement des écosystèmes et les stratégies des espèces en cas de sécheresse intense méritent une attention particulière. Cette thèse comprendra trois chapitres principaux. Les deux premiers articles sont associés à une expérience climatique réalisée pour simuler les futurs étés plus secs d'un pâturage Méditerranéen sub-humide (La Fage, plateau du Larzac, France).Le premier article, au niveau communautaire, a identifié un point de basculement associé à la perte de résilience de ce pâturage. Une approche de modélisation a révélé un seuil de dégradation associé à une réduction de la couverture végétale à moins de 50 % dans les environnements les plus secs, indiquant une dégradation intense bien que l'impact de l'augmentation de la sécheresse sur la productivité de la biomasse et la qualité du fourrage soit resté limité. Un deuxième article rapporte la variabilité intraspécifique et la plasticité phénotypique de Bromopsis erecta l'année suivant la fin des traitements climatiques sur le terrain. Le déclin de l'abondance de cette graminée pérenne au fil du temps était associé à la capacité des plantes à maintenir la stabilité des membranes cellulaires à la base des feuilles, y compris les méristèmes, qui sont les organes de survie des graminées.Le troisième chapitre rapporte une étude sur les espèces de prairies de Campos du Río de la Plata, évaluées dans des conditions d'arrosage contrastées en Uruguay, tandis que les traits liés à l'eau de ces graminées ont été mesurés en France. Nous avons combiné des approches complémentaires en mesurant des traits de différents organes de la plante (limbes et bases des feuilles), mesurés dans des conditions standard et lors d'une courte période de dessèchement dans un jardin commun et sur le terrain lorsque possible. Nous avons étudié les relations de deux traits clés, la stabilité des membranes et la résistance à l'embolie, avec les stratégies de survie des graminées pérennes en cas de sécheresse. Cette étude intégrative fournira des connaissances pour mieux comprendre et gérer les écosystèmes de prairies et les graminées face au changement climatique.