Reliable quantitative vegetation reconstructions for Europe during the Holocene are crucial to improving our understanding of landscape dynamics, making it possible to assess the past effects of environmental variables and land-use change on ecosystems and biodiversity, and mitigating their effects in the future. We present here the most spatially extensive and temporally continuous pollen-based reconstructions of plant cover in Europe (at a spatial resolution of 1° × 1°) over the Holocene (last 11.7 ka BP) using the ‘Regional Estimates of VEgetation Abundance from Large Sites’ (REVEALS) model. This study has three main aims. First, to present the most accurate and reliable generation of REVEALS reconstructions across Europe so far. This has been achieved by including a larger number of pollen records compared to former analyses, in particular from the Mediterranean area. Second, to discuss methodological issues in the quantification of past land cover by using alternative datasets of relative pollen productivities (RPPs), one of the key input parameters of REVEALS, to test model sensitivity. Finally, to validate our reconstructions with the global forest change dataset. The results suggest that the RPPs.st1 (31 taxa) dataset is best suited to producing regional vegetation cover estimates for Europe. These reconstructions offer a long-term perspective providing unique possibilities to explore spatial-temporal changes in past land cover and biodiversity.

We review palaeoenvironmental proxies and combinations of these relevant for understanding hunter-gatherer niche construction activities in pre-agricultural Europe. Our approach consists of two steps: (1) identify the possible range of hunter-gatherer impacts on landscapes based on ethnographic studies; (2) evaluate proxies possibly reflecting these impacts for both the Eemian (Last Interglacial, Middle Palaeolithic) and the Early–Middle Holocene (Mesolithic). We found these paleoenvironmental proxies were not able to unequivocally establish clear-cut differences between specific anthropogenic, climatic and megafaunal impacts for either time period in this area. We discuss case studies for both periods and show that published evidence for Mesolithic manipulation of landscapes is based on the interpretation of comparable data as available for the Last Interglacial. If one applies the ‘Mesolithic’ interpretation schemes to the Neanderthal record, three common niche construction activities can be hypothesised: vegetation burning, plant manipulation and impact on animal species presence and abundance. Our review suggests that as strong a case can be made for a Neanderthal impact on landscapes as for anthropogenic landscape changes during the Mesolithic, even though the Neanderthal evidence comes from only one high-resolution site complex. Further research should include attempts (e.g. by means of modelling studies) to establish whether hunter-gatherer impact on landscapes played out at a local level only versus at a larger scale during both time periods, while we also need to obtain comparative data on the population sizes of Last Interglacial and Holocene hunter-gatherers, as these are usually inferred to have differed significantly.

Large herbivorous mammals strongly influence vegetation structure by creating and maintaining open areas and causing disturbance within closed woody habitats. The herbivores alive today in Europe are only a small remnant of the large species that existed in high diversity and abundance before modern humans. The extinction of so many large herbivores during the last 50,000 years, and the loss of megaherbivores (body weight ≥1000 kg) from most of the continent before the Pleistocene–Holocene transition, is likely to have had cascading effects on vegetation structure and composition. To evaluate these effects within the European temperate forest biome, we examine the abundance change of three important European woody taxa (deciduous oaks, Quercus spp.; hazel, Corylus [mainly C. avellana]; and yew, Taxus baccata) before and after the late‐Quaternary downgrading of the region's large herbivore fauna. These taxa are disturbance‐favoured, depend on canopy openings for regeneration, and tend to decline in closed dense forests. Quercus and Corylus may thrive in systems affected by megafauna herbivory or fire, whilst Taxus is fire‐sensitive but can thrive in grazed systems. Using pollen‐based reconstructions (REVEALS), we investigated the proportional cover of these three focal taxa in the Last Interglacial (129,000–116,000 before present [BP]) and early–mid‐Holocene (8700–5700 BP). We found that woodlands in the Last Interglacial exhibited higher cover of Corylus and Taxus relative to the Holocene, with the former reaching very high percentage cover; meanwhile, Quercus had a consistent, moderately high percentage cover in both periods. Furthermore, we found that the cover of Corylus and Taxus appeared to be influenced more by unmeasured, non‐climatic factors than Quercus. Synthesis: The abundance of Taxus suggests a limited role of fire; whilst the observed levels of Taxus, Corylus and Quercus align with the potential influence of megafauna herbivory; however, a direct quantitative link remains to be established. Our results suggest that vegetation was structurally and compositionally affected by differences in disturbance regimes between the Last Interglacial and early–mid‐Holocene, with the loss of diverse disturbance regimes likely contributing to the divergence of Holocene vegetation from long‐term ecological baselines.

Changements de la végétation de l'Holocène en Europe : utilisation de la reconstruction végétale quantitative basée sur le pollen pour explorer la dynamique spatio-temporelle, la diversité et l'impact des facteurs naturels sur les communautés végétales: L’érosion de la biodiversité et des services écosystémiques associés, au cœur de nombreuses politiques publiques, suscite également un intérêt croissant des citoyens. Malgré cette prise de conscience, les principales pressions, loin de s’être atténuées, se sont pour certaines intensifiées ces dernières décennies (accentuation du changement climatique, dégradation et fragmentation des habitats, pollutions…). La préservation et/ou la restauration de la diversité des espèces et des habitats, ainsi que leur durabilité requièrent une meilleure compréhension de la dynamique du couvert végétal et des facteurs à l’origine de cette diversité.Ce travail vise à reconstituer, sur le long terme et pour l’Europe, les changements du couvert végétal, de la diversité végétale et à identifier les facteurs environnementaux influençant leurs dynamiques spatio-temporelles. Cette thèse compile un corpus de données polliniques de plus de 1600 sites répartis de 30°–71° N et 20° W–47° E couvrant la période de l’Holocène (11 700 cal BP). L’application du modèle « Regional Estimates of VEgetation Abundance from Large Sites » (REVEALS) aux données polliniques a permis de générer des cartes du couvert végétal européen pour une résolution spatiale de 1°x1° (540 pixels) et 25 fenêtres temporelles de 100 à 500 ans couvrant l’Holocène. REVEALS requiert des paramètres d’entrée, tels que la production pollinique (RPP) des taxons modélisés et leur vitesse de chute. Plusieurs synthèses des productions disponibles en Europe ont été réalisées et le nombre des taxons a été récemment revisité en intégrant notamment des taxons méditerranéens. Le chapitre 3 de cette thèse teste la sensibilité du modèle REVEALS (valeur des productions polliniques, nombre et type de taxons inclus, notamment inclusion des taxons entomophiles) sur les reconstitutions du couvert végétal contemporain et passé. Les estimations du couvert forestier par le modèle REVEALS et celles de la base de données du couvert forestier global ont été comparées pour la période contemporaine, ce qui a permis de sélectionner les valeurs de production polliniques les plus adéquates pour reconstituer le couvert végétal européen. Le chapitre 4 mobilise ces reconstitutions (pourcentage de recouvrement de chaque taxon pour chaque pixel et fenêtre de temps) pour distinguer des types de végétation et explorer leurs changements spatio-temporels. Pour chaque groupe, des analyses de diversité (turnover, équitabilité, taux de changement, diversité α et β) ont été réalisées. Les résultats décrivent la variabilité de l’aire biogéographique de six groupes de végétation au cours du temps, avec quatre phases distinctes de changement : 11700-9200, 9200-5200, 5200-1700 et 1700-aujourd’hui. Les deux premières phases se caractérisent par une forte β-diversité et une faible équitabilité, alors que la dernière phase enregistre une baisse de l'équitabilité et de la β-diversité témoignant d’une homogénéisation de la végétation, surtout en Europe centrale, s’accélérant sous la pression anthropique.Le Chapitre 5 évalue le poids respectif de plusieurs facteurs environnementaux, tels que le climat (précipitation et température) et la mégafaune, sur la dynamique des six types de végétation en mobilisant des analyses de redondance et de partitionnement de la variation couplées au calcul du taux de changement du couvert végétal. Les formations arborées (à Bouleau, mixtes…) réagissent particulièrement aux effets combinés des facteurs environnementaux. Une forte accélération du taux de changement observée pour chaque type de végétation depuis 1700 cal BP marque une période charnière liée à de forts changements des caractéristiques et la distribution de la végétation. Ces approches apportent une lecture plus concrète de la structure et de la composition du couvert végétal passé et de l’impact des facteurs environnementaux sur sa répartition. Elles constituent des outils potentiels pour des modèles prédictifs (climat, écologie…).