Depuis plusieurs décennies les changements d'utilisation des terres ont conduit à une forte dynamique des paysages péri-méditerranéens. Les espèces ligneuses colonisent les espaces délaissés par l'agriculture, menaçant la diversité biologique liée aux milieux ouverts. L'objectif de cette thèse était d'analyser ce phénomène en mettant en perspective les changements socio-économiques et les processus écologiques à plusieurs échelles d'espace et de temps. Pour cela nous nous sommes intéressés à un territoire agricole, le Causse Méjean, où le Pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) colonise des pelouses sèches riches en espèces.

Pour mettre en évidence les facteurs qui jouent sur la dynamique du pin à l'échelle d'une ou deux générations, nous avons construit un modèle qui intègre le processus de dissémination du pin et relie sa distribution à des facteurs environnementaux, d'une part, et aux modes d'utilisation des sols d'autre part. Ensuite, nous avons testé les effets à long-terme des pratiques de culture de l'Ancien Régime, et en particulier des défriches temporaires à longue jachère, grâce à un modèle individu-centré, élaboré à partir de données historiques et de données sur la biologie du Pin sylvestre. Nous nous sommes ensuite intéressés à la réponse de l'avifaune aux changements de paysage, montrant que certaines espèces, fortement dépendantes des milieux ouverts, sont affectées négativement par la fragmentation des pelouses par les bois de pins, tandis que d'autres y répondent positivement. Enfin, à partir d'une méthode interdisciplinaire mise en place dans le cadre du programme européen BioScene, nous avons construit des scénarios d'évolution du Causse Méjean, et évalué leur impact sur les espèces patrimoniales. Dans ce cadre, la constitution d'un groupe de discussion local nous a permis de relier les enjeux écologiques du territoire avec les objectifs de développement durable des habitants du causse.