Survival of pioneer woody seedlings in riverbed: in and ex situ approach of abiotic and biological controlling factors of Populus nigra and Salix alba species
Survie des semis de ligneux pionniers dans les lits fluviaux : approche in et ex situ des facteurs de contrôle abiotiques et biologiques des espèces Populus nigra et Salix alba
Résumé
The survival of woody pioneer seedlings recruited during subsequent floods depends on hydro-sedimentary constraints applied on seedlings but also on their ability to withstand these stresses. The main goal of this study is to understand at a fine spatial and time scale the key parameters of seedlings survival for two species, Populus nigra and Salix alba, during floods after their recruitment. A combined in and ex situ approach was conducted to (i) characterize stresses (identification and quantification) applied on seedlings during floods, and (ii) analyze the own seedlings resistance ability to the identified constraints. The in situ approach focused on a forced alluvial mid-channel bar located in the middle reaches of the Loire river. Topographic, bathymetric, velocimetric surveys were conducted and sediment grain size analyses were performed to detail intensity, evolution over time and spatial distribution of drag forces involved in seedlings uprooting, and heights of erosion and deposition respectively responsible for excavation and burying of seedlings. Results suggest that the specific bar dynamics of this forced alluvial mid-channel bar subjected to seedling recruitment influence the survival pattern of seedlings. The ex situ approach provides data for the two species of the growth diversity of the stem and the root system, the strength needed for seedling uprooting and resistance to burial as a function of sediment texture. The confrontation between ex situ measurements and in situ stresses applied is helpful to refine the understanding of seedlings survival pattern on the forced bar.
La survie des semis de ligneux pionniers aux contraintes exercées lors des épisodes de crue subséquents à leur recrutement dépend des contraintes hydro-sédimentaires exercées mais également de leur capacité à résister à ces contraintes. L’objectif de cette étude est de comprendre à fine résolution spatio-temporelle les conditions de survie des semis des espèces Populus nigra et Salix alba aux crues survenant après leur recrutement. Une double approche in et ex situ a été conduite permettant (i) de caractériser les contraintes exercées sur les semis au cours des épisodes de crue et (ii) d’analyser leur capacité de résistance aux contraintes. L’approche in situ s’est focalisée sur une barre sédimentaire de centre de chenal localisée en Loire moyenne. Des mesures de topographie, bathymétrie, courantométrie et granulométrie ont permis de caractériser l’intensité, l’évolution temporelle et la répartition spatiale des forces de traînée impliquées dans l’arrachage des semis, des processus d’érosion-dépôt respectivement responsables de l’excavation et de l’enfouissement des semis. Les résultats montrent que la dynamique hydro-sédimentaire spécifique de la barre sédimentaire colonisée a une influence sur la répartition de la survie des semis. L’approche ex situ a permis de caractériser la diversité de croissance du système racinaire et de la partie aérienne des semis en fonction du substrat ainsi que les forces nécessaires à l’arrachage des semis et leur résistance à l’enfouissement. La confrontation des mesures réalisées ex situ avec les contraintes exercées in situ permettent d’affiner la compréhension de la répartition de la survie des semis sur la barre forcée.