La face cachée de la dune : communautés fongiques du sol: dynamique, succession et interactions avec la végétation d’un écosystème dunaire côtier aux Îles de la Madeleine, Qc

Les écosystèmes dunaires remplissent plusieurs fonctions écologiques essentielles comme celle de protéger le littoral grâce à leur capacité d’amortissement face aux vents et vagues des tempêtes. Les dunes jouent aussi un rôle dans la filtration de l’eau, la recharge de la nappe phréatique, le maintien de la biodiversité, en plus de présenter un attrait culturel, récréatif et touristique. Les milieux dunaires sont très dynamiques et incluent plusieurs stades de succession végétale, passant de la plage de sable nu à la dune bordière stabilisée par l’ammophile à ligule courte, laquelle permet aussi l’établissement d’autres herbacées, d’arbustes et, éventuellement, d’arbres. Or, la survie de ces végétaux est intimement liée aux microorganismes du sol. Les champignons du sol interagissent intimement avec les racines des plantes, modifient la structure des sols, et contribuent à la décomposition de la matière organique et à la disponibilité des nutriments. Ils sont donc des acteurs clés de l’écologie des sols et contribuent à la stabilisation des dunes. Malgré cela, la diversité et la structure des communautés fongiques, ainsi que les mécanismes influençant leur dynamique écologique, demeurent relativement méconnus. Le travail présenté dans cette thèse explore la diversité des communautés fongiques à travers le gradient de succession et de conditions édaphiques d’un écosystème dunaire côtier afin d’améliorer la compréhension de la dynamique des sols en milieux dunaires. Une vaste collecte de données sur le terrain a été réalisée sur une plaine de dunes reliques se trouvant aux Îles de la Madeleine, Qc. J’ai échantillonné plus de 80 sites répartis sur l’ensemble de ce système dunaire et caractérisé les champignons du sol grâce au séquençage à haut débit. Dans un premier temps, j’ai dressé un portait d’ensemble des communautés fongiques du sol à travers les différentes zones des dunes. En plus d’une description taxonomique, les modes de vie fongiques ont été prédits afin de mieux comprendre comment les variations au niveau des communautés de champignons du sol peuvent se traduire en changements fonctionnels. J’ai observé un niveau de diversité fongique élevé (plus de 3400 unités taxonomiques opérationnelles au total) et des communautés taxonomiquement et fonctionnellement distinctes à travers un gradient de succession et de conditions édaphiques. Ces résultats ont aussi indiqué que toutes les zones des dunes, incluant la zone pionière, supportent des communautés fongiques diversifiées. Ensuite, le lien entre les communautés végétales et fongiques a été étudié à travers l’ensemble de la séquence dunaire. Ces résultats ont montré une augmentation claire de la richesse spécifique végétale, ainsi qu’une augmentation de la diversité des stratégies d’acquisition de nutriments (traits souterrains lié à la nutrition des plantes, soit mycorhizien à arbuscule, ectomycorhizien, mycorhizien éricoide, fixateur d’azote ou non spécialisé). J’ai aussi pu établir une forte corrélation entre les champignons du sol et la végétation, qui semblent tous deux réagir de façon similaire aux conditions physicochimiques du sol. Le pH du sol influençait fortement les communautés végétales et fongiques. Le lien observé entre les communautés végétales et fongiques met l’emphase sur l’importance des interactions biotiques positives au fil de la succession dans les environnements pauvres en nutriments. Finalement, j’ai comparé les communautés de champignons ectomycorhiziens associées aux principales espèces arborescentes dans les forêts dunaires. J’ai observé une richesse importante, avec un total de 200 unités taxonomiques opérationnelles ectomycorhiziennes, appartenant principalement aux Agaricomycètes. Une analyse de réseaux n’a pas permis de détecter de modules (c'est-à-dire des sous-groupes d’espèces en interaction), ce qui indique un faible niveau de spécificité des associations ectomycorhiziennes. De plus, je n’ai pas observé de différences en termes de richesse ou de structure des communautés entre les quatre espèces hôtes. En conclusion, j’ai pu observer à travers la succession dunaire des communautés diversifiées et des structures distinctes selon la zone de la dune, tant chez les champignons que chez les plantes. La succession semble toutefois moins marquée au niveau des communautés fongiques, par rapport aux patrons observés chez les plantes. Ces résultats ont alimenté une réflexion sur le potentiel et les perspectives, mais aussi sur les limitations des approches reposant sur le séquençage à haut-débit en écologie microbienne.

Successional dynamics in inland dune shrub communities drive changes in functional diversity

Communities can be defined as assemblages of species coexisting under particular environments. The relationship between environment and species are regulated by both environmental requirements –which ultimately determine the species capacity to establish and survive in a particular environment– and the ecological interactions occurring during assembly processes –which also determine community composition by conditioning species coexistence. In this context, plant functional traits are attributes that represent ecological strategies and determine how plants respond to environmental factors and interact with other species. Therefore, the analysis of how traits vary through the dynamics of communities, such as along successions, can give insights about how environmental requirements and species interactions may determine the composition and functional structure of these communities. The xerophytic shrub communities inhabiting inland sand dunes in SW Portugal are characterized by successional processes that are mainly driven by local (edaphic gradients and human disturbance) and regional (climate) processes. Therefore, they constitute an appropriate system for studying species interactions and environmentcommunity co-variations based on functional terms. Using these communities as a model, we evaluate the hypothesis that successional community changes in species composition of xerophytic shrub communities can result in concurrent changes in functional diversity

Using niche modelling of indicator species to predict the distribution of xerophitic shrub dune communities in South-Western Portugal

Inland sand dune systems are amongst the most threatened habitat types of Europe. Affected by severe conditions, these habitats present distinct community compositions, which makes them excellent for studying possible interactions among their integrating species and the environment. We focus on understanding the distribution and cooccurrence of the species from dune plant assemblages as a key step for the adequate protection of these habitats. Using data from an extensive survey we identified the shrub species that could be considered indicators of the different xerophytic scrub dune communities in South West Portugal. Then, we modelled the responses of these species to the environmental conditions using Ecological Niche Factor Analysis. We present some preliminary results elucidating whether using species distribution models of indicator species at a regional scale is a valid approach to predict the distribution of the different types of communities inhabiting these endangered habitats.

Jack's Bay (the architecturalisation of memory)

Jack's Bay (the architecturalisation of memory) is a key work of the author's exhibition Lightsite, which toured Western Australian galleries from February 2006 to November 2007. It is a five-minute-long exposure photographic image captured inside a purpose-built, room-sized pinhole camera which is demountable and does not have a floor. The work depicts octogenarian Jack Morris, who for forty years held the professional salmon fishing license in the hamlet of Bremer Bay, on the SE coast of Western Australia. The pinhole camera-room is sited within sand dunes new Jack's now demolished beachside camp. Three generations of Jack's descendents stand outside the room - from his daughter to his great grand children. The light from this exterior landscape is 'projected' inside the camera-room and illuminates the interior scene which includes that part of the sand dune upon which the floorless room is erected, along with Jack who is sitting inside. The image evokes the temporality of light. Here, light itself is portrayed as the primary medium through which we both perceive and describe landscape. In this way it is through the agency of light that we construct our connectivity to landscape.

Importance of soil ecology in vegetation rehabilitation on a North Stradbroke Island sand mine

Sibelco Australia Limited (SAL), a mineral sand mining operation on North Stradbroke Island, undertakes progressive rehabilitation of mined areas. Initial investigations have found that some areas at SAL’s Yarraman Mine have failed to redevelop towards approved criteria. This study, undertaken in 2010, examined ground cover rehabilitation of different aged plots at the Yarraman Mine to determine if there was a relationship between key soil and vegetation attributes. Vegetation and soil data were collected from five plots rehabilitated in 2003, 2006, 2008, 2009 and 2010, and one unmined plot. Cluster (PATN) analysis revealed that vegetation species composition, species richness and ground cover differed between plots. Principal component analysis (PCA) extracted ten soil attributes that were then correlated with vegetation data. The attributes extracted by PCA, in order of most common variance, were: water content, pH, terrolas depth, elevation, slope angle, leaf litter depth, total organic carbon, and counts of macrofauna, fungi and bacteria. All extracted attributes differed between plots, and all except bacteria correlated with at least one vegetation attribute. Water content and pH correlated most strongly with vegetation cover suggesting an increase in soil moisture and a reduction in pH are required in order to improve vegetation rehabilitation at Yarraman Mine. Further study is recommended to confirm these results using controlled experiments and to test potential solutions, such as organic amendments.

An afternoon with Chopin and George Sand

An original edutainment piece written by Caroline Heim and Christian Heim. Frederic Chopin and George Sands' turbulent and fraught relationship is dramatised through Chopin's music and Sand's writings.