Interactions spatiales et auto-organisation des végétations semi-arides

Les recherches récapitulées dans cette thèse de doctorat ont porté sur les causes de l’organisation spatiale des végétations périodiques. Ces structures paysagères aux motifs réguliers, tachetés, tigrés ou labyrinthiques, d’échelle décamétrique à hectométrique, couvrant des étendues considérables sur au moins trois continents, constituent un cas d’école dans l’étude des processus endogènes présidant à l’hétérogénéité du couvert végétal. Ces structures prennent place sur un substrat homogène, mis à part la rétroaction du couvert lui-même, et sont marquées par des écotones abrupts et la persistance d’une proportion considérable de sol nu. Plusieurs modèles ont mis en avant l’existence possible d’un phénomène d’auto-organisation du couvert, qui verrait une structure d’ensemble émerger des interactions locales entre individus. Ces modèles se basent sur le jeu simultané de la consommation de la ressource (compétition) et de l’amélioration de l’un ou l’autre des éléments du bilan de la même ressource par le couvert (facilitation). La condition à l’existence d’une structure d’ensemble spatialement périodique et stable réside dans une différence entre la portée de la compétition (plus grande) et celle de la facilitation. L’apparition de ces structures est modulée par le taux de croissance biologique, qui est le reflet des contraintes extérieures telles que l’aridité, le pâturage ou la coupe de bois. Le modus operandi des interactions spatiales supposées entre individus reste largement à préciser.

Nos recherches ont été menées au sud-ouest de la République du Niger, à l’intérieur et dans les environs du parc Régional du W. Trois axes ont été explorés :(i) Une étude de la dépendance spatiale entre la structure de la végétation (biovolumes cartographiés) et les paramètres du milieu abiotique (relief, sol), sur base d’analyses spectrales et cross-spectrales par transformée de Fourier (1D et 2D). (ii) Une étude diachronique (1956, 1975 et 1996) à large échelle (3000 km²) de l’influence de l’aridité et des pressions d’origine anthropique sur l’auto-organisation des végétations périodiques, basée sur la caractérisation de la structure spatiale des paysages sur photos aériennes via la transformée de Fourier en 2D. (iii) Trois études portant sur les interactions spatiales entre individus :En premier lieu, via l’excavation des systèmes racinaires (air pulsé) ;Ensuite, par un suivi spatio-temporel du bilan hydrique du sol (blocs de gypse) ;Enfin, via le marquage de la ressource par du deutérium.

Nous avons ainsi pu établir que les végétations périodiques constituent bien un mode d’auto-organisation pouvant survenir sur substrat homogène et modulé par les contraintes climatiques et anthropiques. Un ajustement rapide entre l’organisation des végétations périodiques et le climat a pu être montrée en zone protégée. La superficie et l’organisation des végétations périodiques y ont tour à tour progressé et régressé en fonction d’épisodes secs ou humides. Par contre, en dehors de l’aire protégée, la possibilité d’une restauration du couvert semble fortement liée au taux d’exploitation des ressources végétales. Ces résultats ont d’importantes implications quant à la compréhension des interactions entre climat et écosystèmes et à l’évaluation de leurs capacités de charge. La caractérisation de la structure spatiale des végétations arides, notamment par la transformée de Fourier d’images HR, devrait être généralisée comme outil de monitoring de l’état de ces écosystèmes. Nos études portant sur les modes d’interactions spatiales ont permis de confirmer l’existence d’une facilitation à courte portée du couvert végétal sur la ressource. Cependant, cette facilitation ne semble pas s’exercer sur le terme du bilan hydrique traditionnellement avancé, à savoir l’infiltration, mais plutôt sur le taux d’évaporation (deux fois moindre à l’ombre des canopées). Ce mécanisme exclut l’existence de transferts diffusifs souterrains entre sols nu et fourrés. Des transferts inverses semblent d’ailleurs montrés par le marquage isotopique. L’étude du bilan hydrique et la cartographie du micro-relief, ainsi que la profondeur fortement réduite de la zone d’exploitation racinaire, jettent de sérieux doutes quant au rôle communément admis des transferts d’eau par ruissellement/diffusion de surface en tant que processus clé dans la compétition à distance entre les plantes. L’alternative réside dans l’existence d’une compétition racinaire de portée supérieure aux canopées. Cette hypothèse trouve une confirmation tant par les rhizosphères excavées, superficielles et étendues, que dans le marquage isotopique, montrant des contaminations d’arbustes situés à plus de 15 m de la zone d’apport. De même, l’étude du bilan hydrique met en évidence les influences simultanées et contradictoires (facilitation/compétition) des ligneux sur l’évapotranspiration.

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This PhD thesis gathers results of a research dealing with the causes of the spatial organisation of periodic vegetations. These landscape structures, featuring regular spotted, labyrinthine or banded patterns of decametric to hectometric scale, and extending over considerable areas on at least three continents, constitute a perfect study case to approach endogenous processes leading to vegetation heterogeneities. These patterns occur over homogeneous substratum, except for vegetation’s own feedbacks, and are marked by sharp ecotones and the persistence of a considerable amount of bare soil. A number of models suggested a possible case of self-organized patterning, in which the general structure would emerge from local interactions between individuals. Those models rest on the interplay of competitive and facilitative effects, relating to soil water consumption and to soil water budget enhancement by vegetation. A general necessary condition for pattern formation to occur is that negative interactions (competition) have a larger range than positive interactions (facilitation). Moreover, all models agree with the idea that patterning occurs when vegetation growth decreases, for instance as a result of reduced water availability, domestic grazing or wood cutting, therefore viewing patterns as a self-organised response to environmental constraints. However the modus operandi of the spatial interactions between individual plants remains largely to be specified.

We carried out a field research in South-West Niger, within and around the W Regional Park. Three research lines were explored: (i) The study of the spatial dependency between the vegetation pattern (mapped biovolumes) and the factors of the abiotic environment (soil, relief), on the basis of spectral and cross-spectral analyses with Fourier transform (1D and 2D). (ii) A broad scale diachronic study (1956, 1975, 1996) of the influence of aridity and human induced pressures on the vegetation self-patterning, based on the characterisation of patterns on high resolution remote sensing data via 2D Fourier transform. (iii) Three different approaches of the spatial interactions between individuals: via root systems excavation with pulsed air; via the monitoring in space and time of the soil water budget (gypsum blocks method); and via water resource labelling with deuterated water.

We could establish that periodic vegetations are indeed the result of a self-organisation process, occurring in homogeneous substratum conditions and modulated by climate and human constraints. A rapid adjustment between vegetation patterning and climate could be observed in protected zones. The area and patterning of the periodic vegetations successively progressed and regressed, following drier or wetter climate conditions. On the other hand, outside protected areas, the restoration ability of vegetation appeared to depend on the degree of vegetation resource exploitation. These results have important implications regarding the study of vegetation-climate interactions and the evaluation of ecosystems’ carrying capacities. Spatial pattern characterisation in arid vegetations using Fourier transform of HR remote sensing data should be generalised for the monitoring of those ecosystems. Our studies dealing with spatial interaction mechanisms confirmed the existence of a short range facilitation of the cover on water resource. However, this facilitation does not seem to act through the commonly accepted infiltration component, but rather on the evaporative rate (twice less within thickets). This mechanism excludes underground diffusive transfers between bare ground and vegetation. Inverse transfers were even shown by deuterium labelling. Water budget study and micro-elevation mapping, along with consistent soil shallowness, together cast serious doubts on the traditional mechanism of run-off/diffusion of surface water as a key process of the long range competition between plants. An alternative explanation lies in long range root competition. This hypothesis find support as well in the excavated root systems, shallow and wide, as in isotopic labelling, showing contaminations of shrubs located up to 15 m of the irrigated area. Water budget study also evidenced simultaneous contradictory effects (facilitation/competition) of shrubs on evapotranspiration.

Disponibilidad del recurso hídrico en la microcuenca del río Bermúdez. Región central de Costa Rica.

La microcuenca del río Bermúdez es parte de la principal zona de explotación hídrica en la región Central de Costa Rica, razón por la cual se realiza un diagnóstico de la disponibilidad del recurso hídrico en esta microcuenca donde se identifican las áreas con mayor problemática de disponibilidad de este recurso. Para ello se calculó un balance hídrico mensual, según uso del suelo, unidad geomorfológica y zona climática. Con base en este balance se determinó y clasificó la disponibilidad del recurso, identificando en la microcuenca solamente tres categorías: alta, media y moderada. No existen áreas de baja disponibilidad de recurso hídrico lo que demuestra que la oferta es suficiente, sin embargo, existe una presión importante sobre el recurso hídrico pues más de la mitad del área de la microcuenca se encuentra con una disponibilidad moderada.

Régime thermique en période de maturation du raisin dans le géoclimat viticole.

Mots clés :indice de fraîcheur des nuits, amplitude thermique, Système CCM Géoviticole, zonage, qualité. Key words: cool night index, thermal amplitude, MCC System for World Viticulture, zoning, quality. RESUME Le régime thermique en période de maturation du raisin est l?une des variables déterminantes de la coloration du raisin et de la richesse en arômes, anthocyanes et polyphénols des vins. L?objectif du travail est de caractériser le régime thermique, notamment la fraîcheur des nuits et l?amplitude thermique au cours de la maturation, au niveau du climat viticole mondial, sur une base des données de 100 régions viticoles dans 30 pays, obtenue par l?intermédiaire de l?Organisation Mondiale de la Météorologie - OMM. Plusieurs indices climatiques viticoles ont été calculés: l?Indice de Fraîcheur des Nuits ?IF (ºC), l?Indice Héliothermique de Huglin ?IH (ºC) et l?Indice de Sécheresse ?IS (mm) du Système de Classification Climatique Multicritères Géoviticole, et l?amplitude thermique moyenne en août et septembre Aa-s (ºC). Egalement, sur la période véraison-récolte ?v-r(moyenne des 30 jours précédant la date de récolte, estimée sur la base d?un Indice Héliothermique de HUGLIN égal à 1.900 - approximatif pour la maturation du Cabernet-Sauvignon): la fraîcheur des nuits (FNv -r), la température moyenne de l?air (Tv-r), la température maximale de l?air (Txv-r) et l?amplitude thermique (Av-r). Les résultats montrent que IH est corrélé avec Tv-r (r=0,79**) et avec Txv-r (r=0,80**). IH représente donc bien les conditions thermiques générales de la période de maturation en ce qui concerne la température moyenne et maximale de l?air. Mais IH n?est pas corrélé ni avec Aa-s ni avec Av-r. Par contre, IF est corrélé avec Aa-s (r=-0,70**) et FNv-r est corrélé avec Av-r (r=-0,69**). Cette corrélation doit justifier, en partie, l?usage assez courant de l?amplitude thermique comme indicateur de bonnes conditions thermiques de maturation pour les régions qui présentent des valeurs élevées. Mais ce raisonnement peut amener à des caractérisations erronées. Le travail met en évidence, également, ?importance de considérer le bilan hydrique des régions (IS) dans l?analyse du régime thermique sur la qualité du raisin. On peut onclure que pour avoir une bonne caractérisation du régime thermique en période de maturation il faut considérer la fraîcheur des nuits (IF étant un bon indicateur de FNv-r moyen des régions, avec un r=0,80**), caractérisation qui peut être améliorée avec l?information des températures maximales et de sur 11l?amplitude thermique en période de maturation du raisin. Les éléments présentés peuvent servir à améliorer les indices climatiques pour estimer le potentiel qualitatif du raisin des différentes régions viticoles, notamment en complément de IF. ABSTRACT The thermal conditions during the grape ripening period are important variables related to colour of the grapes, anthocyanins, polyphenols and flavour of the wine. The main purpose of this work was to characterise the thermal conditions, especially the night coolness and the thermal amplitude during maturation, in the geoclimate of the world vine culture. A database of 100 grape-growing regions of 30 countries obtained from the World Meteorology Organisation (WMO) was used. Some climatic indexes were calculated: Cool Night Index ?IF (°C), Huglin?s Heliothermal Index ?IH (°C) and Dryness Index ?IS (mm), from the Multicriteria Climatic Classification System for World Viticulture, and the thermal amplitude in August and September Aa-s (°C). Over véraison-harvest period ?v-r(mean of the 30 days before harvesting date, estimated on the basis of HUGLIN Heliothermal Index equal to 1,900 ? approximately value to ripen Cabernet-Sauvignon) similar indexes were obtained: the cool night (FNv-r), the mean air temperature (Tv-r), the maximal air temperature (Txv-r) and the thermal amplitude (Av-r). The results showed that IH is positively correlated with Tv-r (r=0.79**), Txv-r (r=0.80)and IF (r=0.67**). Therefore, IH represents well the general thermal conditions during maturation period, specially concerning the mean and the maximal air temperature. owever, IH was correlated neither with Aa-s nor to Av-r. IF was negatively correlated with Aa-s (r= -0.70**) and FNv-r was negatively correlated with Av-r (r=-0.69**). The correlation to some extent explains the current use of the thermal amplitude to predict good ripening thermal conditions for those regions that show high values. As here we have described, this thinking may give incorrect results. This work has also showed the importance to consider the water balance of the regions (IS) in the effect of the thermal conditions in grape quality. We conclude that the characterisation of the thermal conditions during the ripening period do need the cool night index (in this case, IFis a good index to provide the mean FNv-r of the regions, r=0,80**). Factors other than cool night which influence this characterisation are both maximal air temperature and thermal amplitude data. The elements presented in this work, in addition to IF , may improve the climatic indexes to be used to predict the qualitative potential of grapes from different regions.

Bilan des recherches sur la crevette rose Penaeus duorarum notialis de Côte d'Ivoire et conséquences en matière d'aménagement

A summary of results obtained from 1969 to 1977 is given. It concerns the biology of the species (ecology and distribution of the adults, behaviour and diel variation of catch rates, reproduction and larval migration, juveniles migration and recruitment at sea, sexual maturity, growth and mortality by marking experiments) and the history of the fishery (catches, efforts, seasonal variations of catch rates). The combined use of a dynamic pool model of Ricker and a production model of Fox leads to the evaluation of the potential of the stock. The simulation of different and combined fishery strategies on adults at sea and juveniles in lagoons, allows the evaluation of the consequences (in yield, value, biomass and potential fecundity) of the different proposed management procedures (reductions in fishing effort, closed seasons on both fisheries).

La pêche crevettière en Côte d'Ivoire. Bilan 1969-1970 et perspectives

The evolution of the fishery of the pink shrimp Penaeus duorarum Burkenroad is analysed from its beginning in 1969 until the end of 1970. A rapid and general decline of the yield has been evident during this period. The actual shrimp fleet seems to be too big to allow an exploitation economically convenient of the stock.

Prévalence de la dénutrition chez 143 adultes en bilan prétransplantation hépatique. Experience lausannoise de 1997 a 2005 [Prevalence of undernutrition in 143 patients before liver transplantation. The Lausanne experience between 1997 and 2005]

The prevalence of undernutrition was prospectively studied in 143 patients before liver transplantation between 1997 and 2005. Nutritional assessment is a particularly tricky problem in cirrhosis and mid-arm muscle circumference is considered as the best reliable anthropometric tool. In this prospective study, prevalence rate is very high (61%) and undernutrition is more frequent in alcoholic cirrhotic patients. In conclusion, these patients should benefit from an early dietician intervention before liver transplantation.

Programme cantonal Diabète: bilan de la première phase du programme (2010-2011) et construction d'une théorie d'action.

Le Programme cantonal diabète (PCD) du canton de Vaud a pour objectifs de réduire durablement l'impact du diabète sur la population vaudoise. Il a été élaboré à l'initiative du Service de la santé publique du canton de Vaud et la stratégie du programme a été construite sur la base des propositions de plusieurs groupes de travail. Ce programme inclut divers projets complémentaires qui ont été progressivement mis sur pied à partir de 2010. 2012 marque la fin de la première phase du programme et une évaluation-bilan du programme est demandée. Cette évaluation-bilan fait suite à une première phase de travaux qui ont consisté en une évaluation de l'évaluabilité du programme. Les résultats de cette première phase ont été délivrés en décembre 2011 au groupe de pilotage et consignés dans un rapport en février 2012. L'IUMSP propose donc pour 2012 des travaux en continuité de ce qui a été fait en 2011 et qui vont dans le sens d'un bilan critique et de propositions pour un système de monitoring à long terme du programme, comportant des indicateurs d'activité (à harmoniser lorsque c'est possible dans des projets similaires), des indicateurs de couverture et de résultats. [p. 7]

Valeur de l'angio-TDM dans le bilan des hémoptysies

Objectifs: Évaluer l'apport de l'angioscanographie dans le cadre d'hémoptysies (1) dans la localisation des artères pathologiques, bronchiques (AB) et systémiques non bronchiques (ASNB) ou artérielles pulmonaires, (2) la localisation de la source du saignement et (3) les anomalies parenchymateuses responsables ou secondaires au saignement en comparaison avec les données angiographiques. Matériels et méthodes: 25 patients consécutifs (12 femmes, 13 hommes) d'un âge moyen de 50 ± 39 ans (min 15, max 89) ont été inclus dans l'étude. Les signes TDM ont été comparés aux signes angiographiques. Résultats: Les artères bronchiques ont été correctement identifiées dans 20 cas. Des ASNB anormales ont été identifiées dans 5 cas chez 4 patients. La TDM a correctement prédit le site d'embolisation dans 19 cas (76%). Les AB étaient responsables de l'hémoptysie dans 25 cas et les ASNB dans 4 cas. Les affections causales ou associées étaient les suivantes: carcinome bronchopulmonaire (n=11), hémangioendothéliome malin (n=1), mucoviscidose (n=7), hémoptysie cryptogénique au cours d'une BPCO (n=1), bronchectasies focales (n=4) et séquelles de tuberculose avec bronchectasies (n=1). Conclusion: Les signes directs et indirects en Angio-TDM sont utiles pour obtenir une visualisation globale des AB et ASNB anormales. Néanmoins, le site optimal d'embolisation ne peut toujours être prédit.

Eosinophilie sanguine: quel bilan, quel cheminement diagnostique [Peripheral blood eosinophilia: diagnostic value and further assessment].

Although not specific, an increased in peripheral blood eosinophils may contribute substantially to the diagnosis of numerous infectious, allergic and inflammatory diseases. The scope of this article is to detail pathologies associated with peripheral eosinophilia by order of frequency and to guide further investigations.