Soutenance de thèse de RAULT Charlotte
Titre de thèse
Assemblage des communautés d'oiseaux le long de gradients environnementaux : apport des guildes migratrices et sédentaires
Avian community assembly across environmental gradients: insights from migratory and sedentary bird guilds
Résumé de la thèse
La migration permet à de nombreuses espèces animales d'exploiter des ressources saisonnières et de faire face aux variations environnementales. Chez les oiseaux, elle est particulièrement fréquente et conduit à la coexistence d'espèces migratrices et sédentaires au sein des communautés. Pourtant, les mécanismes qui déterminent l'équilibre entre ces deux guildes restent peu compris.
Cette thèse étudie l'assemblage de ces guildes dans les communautés d'oiseaux nicheurs de la région Provence-Alpes-Côte d'Azur. Elle s'appuie sur les données de science participative de la LPO PACA et porte sur 224 espèces, dont 75 migratrices de longue distance et 149 sédentaires ou migratrices de courte distance. Les analyses ont été réalisées sur des mailles de 5 × 5 km, adaptées aux espèces mobiles et à l'étude conjointe du paysage et des interactions biotiques.
Le premier article montre que l'assemblage des migrateurs et sédentaires résulte d'interactions entre altitude, richesse spécifique et structure du paysage. Les communautés les plus riches présentent davantage de migrateurs, surtout à basse altitude. Ce résultat suggère un mécanisme d'attraction hétérospécifique, les migrateurs s'installant préférentiellement dans des habitats riches en espèces sédentaires, indicatrices de leur qualité. Avec l'altitude, cette relation s'atténue et les migrateurs deviennent sous-représentés, traduisant un effet croissant du filtrage environnemental, qui limite l'installation des espèces. Les effets de la structure du paysage varient également selon l'altitude, indiquant que les mécanismes structurant l'équilibre entre les deux guildes évoluent le long du gradient altitudinal.
Le second article teste l'hypothèse selon laquelle les traits fonctionnels permettent de distinguer le rôle des interactions biotiques et du filtrage environnemental dans l'assemblage des communautés. Les résultats révèlent des profils fonctionnels distincts entre guildes, liés à leur dispersion et à leur utilisation des ressources. À basse altitude, une plus forte représentation des migrateurs est associée à une forte redondance fonctionnelle au sein de cette guilde, renforçant l'hypothèse d'une attraction hétérospécifique. À l'étage montagnard, les migrateurs sont davantage représentés lorsque les deux guildes occupent des positions fonctionnelles plus distinctes, suggérant que la différenciation des niches favorise leur co-occurrence. L'ensemble indique une diminution progressive des interactions biotiques au profit des contraintes environnementales avec l'altitude.
Le troisième article étudie la représentation des dimensions taxonomiques, migratoires et fonctionnelles de la biodiversité aviaire dans le réseau régional d'aires protégées. Les analyses révèlent une faible congruence spatiale entre ces dimensions, puisque seules 7,5 % des mailles présentent simultanément des valeurs élevées pour l'ensemble d'entre elles. Malgré une meilleure représentation des dimensions migratoires dans les Zones de Protection Spéciale, près de la moitié des mailles à forte biodiversité multidimensionnelle demeurent insuffisamment protégées. Ces résultats soulignent l'intérêt d'une approche multidimensionnelle pour identifier des priorités de conservation complémentaires à celles fondées sur la seule richesse spécifique.
Dans son ensemble, cette thèse montre que l'équilibre entre migrateurs et sédentaires résulte de processus déterministes associant gradients environnementaux, interactions biotiques et structure fonctionnelle des communautés. Les résultats révèlent un basculement progressif des mécanismes d'attraction hétérospécifique vers des mécanismes de filtrage environnemental à mesure que l'altitude augmente. L'approche multidimensionnelle relie la compréhension des mécanismes d'assemblage aux enjeux de conservation.
Mots-clés : stratégies migratoires ; filtrage environnemental ; interactions biotiques ; redondance fonctionnelle ; aires protégées ; conservation de la biodiversité
Thesis resume
Migration is a strategy adopted by many animal species to exploit seasonal resources and cope with environmental variation across space. In birds, it is particularly widespread and leads to the coexistence of migratory and sedentary species within communities. However, the mechanisms determining the balance between these two guilds remain poorly understood.
This thesis investigates the assembly of these guilds within breeding bird communities across the Provence-Alpes-Côte d'Azur region in southeastern France. It is based on citizen science data collected by LPO PACA and includes 224 breeding species, comprising 75 long-distance migratory species and 149 sedentary or short-distance migratory species. Analyses were conducted using 5 × 5 km grid cells, an appropriate spatial scale for mobile species and for the joint study of landscape characteristics and biotic interactions.
The first article shows that the assembly of migratory and sedentary species results from interactions among altitude, species richness and landscape structure. Species-rich communities support a higher proportion of migratory species, particularly at low altitudes. This pattern suggests a mechanism of heterospecific attraction, whereby migratory species preferentially settle in habitats rich in sedentary species, which indicate habitat quality. With increasing altitude, this relationship weakens and migratory species become underrepresented, reflecting an increasing influence of environmental filtering, which limits species establishment. The effects of landscape structure also vary with altitude, indicating that the mechanisms governing the balance between the two guilds change along the altitudinal gradient.
The second article tests the hypothesis that functional traits can distinguish the respective roles of biotic interactions and environmental filtering in community assembly. The results reveal distinct functional profiles between guilds, reflecting differences in dispersal and resource use. At low altitudes, a higher representation of migratory species is associated with greater functional redundancy within the migratory guild, reinforcing the hypothesis of heterospecific attraction. In mountain communities, migratory species are more strongly represented when the two guilds occupy more distinct functional positions, suggesting that niche differentiation promotes their co-occurrence. Overall, the results indicate a progressive decline in the importance of biotic interactions relative to environmental constraints with increasing altitude.
The third article investigates the representation of taxonomic, migratory and functional dimensions of avian biodiversity within the regional protected-area network. The analyses reveal low spatial congruence among these dimensions, with only 7.5% of grid cells exhibiting high values across all of them simultaneously. Despite a better representation of migratory biodiversity within Special Protection Areas, nearly half of the grid cells supporting high multidimensional biodiversity remain insufficiently protected. These findings highlight the value of a multidimensional approach for identifying conservation priorities that complement those based solely on species richness.
Overall, this thesis demonstrates that the balance between migratory and sedentary species results from deterministic processes combining environmental gradients, biotic interactions and the functional structure of communities. The findings reveal a progressive shift from mechanisms of heterospecific attraction to mechanisms of environmental filtering as altitude increases. A multidimensional approach links the understanding of community assembly mechanisms with conservation challenges.
Keywords: migratory strategies; environmental filtering; biotic interactions; functional redundancy; protected areas; biodiversity conservation