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Importance des facteurs locaux climatiques et édaphiques dans la dynamique de régénération des communautés à hêtre en marge d’aire de répartition / Ludovic Lacombe (2022)  

Public Titre : Importance des facteurs locaux climatiques et édaphiques dans la dynamique de régénération des communautés à hêtre en marge d’aire de répartition Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Ludovic Lacombe, Auteur ; Didier Alard, Directeur de thèse ; Emmanuel Corcket, Directeur de thèse Editeur : Bordeaux : Université de Bordeaux Année de publication : 2022 Importance : 160 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse présentée pour l'obtenir le grade de Docteur de l'Université de Bordeaux, Spécialité écologie évolutive, fonctionnelle et des communauté Langues : Français (fre) Descripteur : [Termes IGN] aire de répartition [Termes IGN] analyse spatiale [Termes IGN] base de données localisées [Termes IGN] biogéographie [Termes IGN] canopée [Termes IGN] changement climatique [Termes IGN] dynamique de la végétation [Termes IGN] Fagus sylvatica [Termes IGN] flore locale [Termes IGN] France (administrative) [Termes IGN] régénération (sylviculture) [Termes IGN] sécheresse [Termes IGN] stress hydrique [Termes IGN] variation saisonnière [Vedettes matières IGN] Végétation et changement climatique Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) En milieu tempéré, les hypothèses de distribution et de déplacement des espèces végétales suggèrent une rétraction des aires de distribution des espèces mésophiles en réponse aux changements climatiques. A l’échelle biogéographique, Le déclin de ces populations est attendu de manière plus importante dans la marge chaude de l’aire de distribution des espèces, en limite de tolérance physiologique et écologique. Cependant, les effets de facteurs locaux comme la canopée forestière et les caractéristiques édaphiques sur les conditions environnementales locales sont insuffisamment pris en compte. Si dans le cœur de l’aire de répartition des espèces où l’environnement est favorable, les facteurs locaux sont supposés n’avoir que peu d’impact sur la persistance des espèces, ceux-ci pourraient améliorer les conditions pour les espèces en marge chaude, comme le suggère le modèle « centre-périphérie ».L’effet de la canopée forestière et du type de sol sur la dynamique de régénération du hêtre commun (Fagus sylvatica L.) a été testé dans le cadre d’un dispositif expérimental déployé le long d’un gradient biogéographique en plaine dans le cœur de son aire de distribution en Normandie et en Lorraine ainsi que dans sa marge chaude en Gironde et dans la Drôme. Un total de 32 sites homogènes au niveau des conditions environnementales (exposition, roche-mère, type de communautés sous feuillus à hêtre) a ainsi été équipé et suivi expérimentalement. L’effet sol a été manipulé en installant des mésocosmes de sols reconstitués et en les comparant à des conditions de sols en place sous forêt, et l’effet canopée a été évalué en comparant les sites à mésocosmes édaphiques sous forêts en milieu ouvert adjacent, aboutissant à trois modalités dans chacun des 32 sites : milieu ouvert dans un mésocosmes, sous canopée forestière dans un mésocosme, sous canopée forestière en pleine terre. La germination de faînes leur croissance et la croissance de plants de provenances différentes (cœur et marge d’aire de distribution) ont été suivis pendant deux années en 2019 et 2020 pour évaluer la dynamique de régénération du hêtre.La germination et la survie des plantules de hêtre ont été mesurées en 2019, année extrêmement sèche. Dans ce contexte, les facteurs locaux n’ont pas facilité la régénération du hêtre dans sa marge chaude comme attendu. Les phases précoces de la régénération ne suivent pas un gradient biogéographique latitudinal de la marge chaude vers le cœur de l’aire, mais un gradient de sécheresse longitudinal qui suit le gradient de continentalité. Cela s’explique probablement par le couplage de trois facteurs : climat plus sec dans les sites continentaux, canopée forestière faisant barrière aux très faibles pluies et enfin sols compacts avec de faibles infiltration.En parallèle, la persistance de plants de 3 ans a été mesurée sur deux ans. La résilience des jeunes plants a ainsi pu être testée de 2019 à 2020, deux années les plus sèches de ces 40 dernières années. En plus de la croissance et de la persistance, des traits foliaires supplémentaires ont été mesurés afin de mieux discriminer la réponse des plants aux facteurs locaux testés en fonction de leur provenance.Enfin, des analyses de groupement ont été réalisées sur les relevés des communautés végétales de chaque site forestier. Le déterminisme des types de communautés végétales, un autre facteur local, dans la dynamique de régénération du hêtre a pu être testé par rapport aux réponses de persistance et de croissance des stades précoces du hêtre.Ce travail a conduit à tester différentes hypothèses couramment admises dans la littérature concernant la réponse des populations aux changements globaux, et a mis en avant le rôle complexe joué par les facteurs locaux dans la réponse végétale aux tout premiers stades de régénération. Note de contenu : INTRODUCTION GÉNÉRALE - DISPOSITIF ET RÉSEAU 1. Dispositif expérimental 1.1. Disposition géographique des régions étudiées dans l’aire de distribution du hêtre et caractéristiques des sites 1.2. Facteurs manipulés (Unité expérimentale) 2. Matériel biologique et mesures 2.1. Tester la dynamique de germination 2.2. Tester la dynamique de persistance de jeunes plants 3. Création du réseau RESCAN (REgénération Sol CANopée), partenaires et gestion des campagnes de mesures CHAPITRE 1 - RÉPONSE DE LA RÉGÉNÉRATION DU HÊTRE LE LONG D’UN GRADIENT BIOGÉOGRAPHIQUE (dans un contexte de grande sécheresse) ARTICLE 1 EN PRÉPARATION : Forest canopy and local soils feedbacks on beech recruitment under climatic constraints: a biogeographical approach. 1. INTRODUCTION 2. MATERIAL AND METHODS 2.1. Studied areas at the biogeographical scale and macroclimate 2.2. Experimental design, canopy and soil factors 2.3. Plant material and measurements 2.4. Data analysis 3. RESULTS 3.1. Macroclimatic constraints during the year 2019 3.2. Forest canopy effects on tree regeneration 3.3. Soil effects 4. DISCUSSION 4.1. Patterns at regional scale: from chorology to bioclimatical gradients 4.2. Forest canopy effects on beech germination and seedling survival 4.3. Local soil effect on beech regeneration 4.4. Toward an integrated model for tree regeneration 4.5. Tree regeneration issues 5. CONCLUSION CHAPITRE 2 - IMPORTANCE DES VARIABLES DE L’ENVIRONNEMENT LOCAL SUR LA RÉPONSE FINE DES PREMIERS STADES DE VIE DU HÊTRE ARTICLE 2 EN PRÉPARATION: The importance of local climatic and soil factors on beech germination and survival across contrasted biogeographic areas in France. 1. INTRODUCTION 2. MATERIALS AND METHODS 2.1. Site characteristics and experimental design 2.2. Data collection 2.3. Data analysis 3. RESULTS 3.1. PCA on environmental variables 3.2. Beech regeneration responses 4. DISCUSSION 4.1. Importance of local soil factors for the persistence and regeneration dynamics of beech 4.2. Importance of climatic variables for the persistence and regeneration dynamics of beech 4.3. Environmental variables impact the persistence and dynamics of regeneration at several spatial scales 4.4. Importance of seasonality to understand the regeneration processes 4.5. The stress gradient influences the persistence and dynamics of regeneration depending on local factors CHAPITRE 3 - L’EFFET DE LA PROVENANCE DU HÊTRE SUR LE SUCCÈS DE RÉGÉNÉRATION LE LONG D’UN GRADIENT BIOGÉOGRAPHIQUE DE SÉCHERESSE 1. INTRODUCTION 2. MATÉRIEL ET MÉTHODES 2.1. Dispositif expérimental et collection des données 2.2. Analyse des données 3. RÉSULTATS CONCLUSION Numéro de notice : 26937 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : BIODIVERSITE/FORET Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : écologie évolutive, fonctionnelle et des communauté : Bordeaux : 2022 Organisme de stage : Biodiversité, Gènes & Communautés BioGeCo nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 28/11/2022 En ligne : https://theses.hal.science/tel-03875837/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102281

Tracking human impact on current tree species distribution using plant communities / Daniel E. Silva in Journal of vegetation science, vol 23 n° 2 (April 2012)  

Public [article]  inJournal of vegetation science > vol 23 n° 2 (April 2012) . - pp 313 - 324 Titre : Tracking human impact on current tree species distribution using plant communities Type de document : Article/Communication Auteurs : Daniel E. Silva, Auteur ; Vincent Badeau, Auteur ; Myriam Legay, Auteur ; Emmanuel Corcket, Auteur ; Jean-Luc Dupouey, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp 313 - 324 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] aire de répartition [Termes IGN] anthropisation [Termes IGN] Fagus sylvatica [Termes IGN] inventaire forestier national (données France) [Termes IGN] marge [Termes IGN] modélisation de la forêt [Termes IGN] phytosociologie [Termes IGN] plaine [Termes IGN] régression logistique [Vedettes matières IGN] Végétation et changement climatique Résumé : (auteur) Questions : Can we adequately model beech distribution based on accompanying vegetation, and how does this compare with a climate model? To what extent does accompanying vegetation predict larger extension of beech at its SW margin compared with current distribution? Do human factors explain the discrepancy between current and potential distribution? Location : Lowland forests at the SW European range margin of beech. Methods : We built a logistic regression model of beech presence based on accompanying understorey vegetation using 66 976 plots in the French National Forest Inventory (NFI) network. Explanatory variables were obtained by multivariate reduction of 252 species in NFI plots. The model was calibrated in regions where human impact on beech has been comparatively low. The probability of beech presence was estimated at its SW margin and compared with current distribution. We tested whether forest management factors could explain beech absence in locations where the flora predicted its presence. Performance of this model was compared with a classical climatic-envelope model. Results : Modelled potential distribution of beech along its SW margin was larger than observed distribution, suggesting area shrinkage under man's influence. Sites where beech was predicted as present but was currently absent were significantly less common in high forest stands, and more common in coppices, plantations and private forests. Characteristics of species replacing beech (early-successional, plantation or exotic species) confirmed the role of forest management and disturbance in beech disappearance. The floristic model provided a finer resolution distribution map than the climatic-envelope model. Conclusions : Plant communities, together with precise tree species maps, allowed us to estimate manipulation of beech by man, and main silvicultural causes of its disappearance. The improvement in quality of current distribution models has important implications for modelling of niches under future climate scenarios. Numéro de notice : A2012-726 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Article DOI : 10.1111/j.1654-1103.2011.01341.x En ligne : http://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2011.01341.x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=87074 [article]

Ecologie du hêtre (Fagus sylvatica L) en marge sud-ouest de son aire de distribution / Daniel E. Silva (2010) 

Public Titre : Ecologie du hêtre (Fagus sylvatica L) en marge sud-ouest de son aire de distribution Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Daniel E. Silva, Auteur ; Emmanuel Corcket, Directeur de thèse ; Jean-Luc Dupouey, Directeur de thèse Editeur : Nancy : Université Nancy 1 Henri Poincaré Année de publication : 2010 Importance : 197 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse en vue de l’obtention du Doctorat de l’Université Henri Poincaré, en Biologie Végétale et Forestière Langues : Français (fre) Descripteur : [Termes IGN] anthropisation [Termes IGN] croissance des arbres [Termes IGN] dendrométrie [Termes IGN] dépérissement [Termes IGN] Fagus sylvatica [Termes IGN] houppier [Termes IGN] indicateur biologique [Termes IGN] inventaire forestier national (données France) [Termes IGN] peuplement forestier [Termes IGN] régénération (sylviculture) Index. décimale : THESE Thèses et HDR Note de contenu : INTRODUCTION GENERALE ZONES D’ETUDES ET APPROCHE GENERALE **PARTIE 1 DISTRIBUTION DU HETRE EN LIMITE D’AIRE ch 1. Aire potentielle du hêtre : approche de modélisation par les communautés végétales ch 2. Compensation locale de la contrainte climatique **PARTIE 2 PROCESSUS DEMOGRAPHIQUES ET DE CROISSANCE ch 1. Données hêtraies limites ch 2. Evolution de la croissance du hêtre a l’approche de sa limite de répartition ch 3. Régénération naturelle du hêtre en limite d’aire ch 4. Dégradation de la vitalité du hêtre à l’approche de sa limite climatique **PARTIE 3 CARACTERISATION DE LA VARIABILITE ECOTYPIQUE DU HETRE EN RELATION AVEC LE CONTEXTE HYDRIQUE LOCAL SYNTHESE CONCLUSION ET PERSPECTIVES Numéro de notice : 17287 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : Biologie Végétale et Forestière : Nancy 1 : 2010 Organisme de stage : Unité Mixte de Recherche Ecologie et Ecophysiologie Forestières (INRA) nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=82536

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RENECOFOR. Dix ans de suivi de la végétation forestière : aspects méthodologiques et évolution temporelle de la flore (1994/1995-2005) / Frédéric Archaux (2009)  

Public Titre de série : RENECOFOR Titre : Dix ans de suivi de la végétation forestière : aspects méthodologiques et évolution temporelle de la flore (1994/1995-2005) Type de document : Monographie Auteurs : Frédéric Archaux, Auteur ; Vincent Boulanger, Auteur ; Sylvaine Camaret, Auteur ; Emmanuel Corcket, Auteur ; Jean-Luc Dupouey, Auteur ; F. Forgeard, Auteur ; Patricia Heuzé, Auteur ; M. Lebret-Gallet, Auteur ; Anders Mårell, Auteur ; K. Payet, Auteur ; Erwin Ulrich, Auteur ; P. Behr, Auteur ; Laurence Bourjot, Auteur ; Alain Brêthes, Auteur ; Richard Chevalier, Auteur ; Jean-François Dobremez, Auteur ; Yann Dumas, Auteur ; Gérard Dumé, Auteur ; et al., Auteur Editeur : Paris [France] : Office national des forêts ONF Année de publication : 2009 Importance : 456 p. ISBN/ISSN/EAN : 978-2-84207-339-8 Langues : Français (fre) Descripteur : [Termes IGN] analyse spatio-temporelle [Termes IGN] données météorologiques [Termes IGN] dynamique de la végétation [Termes IGN] échantillonnage [Termes IGN] identification de plantes [Termes IGN] placette d'échantillonnage [Termes IGN] richesse floristique [Termes IGN] source d'erreur [Termes IGN] surveillance forestière [Vedettes matières IGN] Inventaire forestier Résumé : (auteur) Le réseau RENECOFOR est à ce jour le seul exemple français de suivi floristique de 102 sites permanents à l'échelle de la diversité des ses forêts de production. Les deux premières campagnes ont eu lieu en 1995 et en 2000 et ont donné lieu à deux publications (Dobremez et al. 1997, Camaret et al. 2004). Par ailleurs, 12 des 102 placettes du réseau font l'objet d'un suivi annuel depuis la mise en place du réseau (réseau Oxalis). Ce rapport présente la synthèse des analyses réalisées sur les trois premières campagnes, en intégrant la campagne d'observation réalisée en 2005. Après une brève présentation (1) des placettes floristiques, (2) des protocoles d'échantillonnage et d'assurance-contrôle qualité (exercices d'intercalibration, visites de contrôle) et (3) de la base de saisie Renecoflore, sont exposés les choix opérés sur les données d'origine pour les analyses. La seconde partie du rapport traite des sources de variabilité des observations (effet opérateur, saisonnalité et fluctuations interannuelles des cortèges floristique). Le rapport expose alors les évolutions temporelles des peuplements, des retombées atmosphériques et des conditions climatiques observées dans les placettes du réseau. La fin du rapport cherche ensuite à expliquer les évolutions des cortèges floristiques en lien avec ces évolutions de l'environnement. Nous nous sommes focalisés successivement sur (1) l'évolution de la flore dans les sous-placettes non encloses en lien avec les évolutions des peuplements (tempêtes, coupes) et des retombées atmosphériques, (2) la comparaison entre sous-placettes encloses et non encloses en lien avec la pression d'herbivorie et (3) les fluctuations annuelles de la flore au sein du sous-réseau Oxalis en lien avec le climat. Les exercices d'intercalibration et les visites de contrôle ont mis en évidence que près d'une espèce sur cinq est ratée lors d'une visite (résultat également confirmé par la comparaison des relevés printaniers et estivaux). Ces valeurs élevées correspondent toutefois aux taux moyens rapportés dans la littérature. En comparaison, les erreurs de détermination et les déterminations au genre seulement sont nettement moins fréquentes que les cas de non-détection. Ces analyses indiquent également qu'il faut privilégier les équipes d'au moins deux personnes, les botanistes expérimentés avec une connaissance fine de la flore locale et limiter le nombre de relevés quotidiens. Enfin, des différences significatives du niveau d'exhaustivité des relevés existent entre équipes, lesquelles rendent nécessaires la prise en compte d'un effet opérateur lors des analyses des données RENECOFOR. La comparaison des relevés de printemps et d'été montre qu'un nombre non négligeable de taxons est rencontré plus fréquemment à l'une ou l'autre saison, même si l'utilité de deux visites repose moins sur la saisonnalité des cortèges floristiques que sur le fait que le temps de recherche des espèces est doublé. En moyenne, les visites de printemps et d'été permettent aux équipes de détecter entre 90 et 95% des espèces présentes. Parmi les douze placettes Oxalis, seulement 25 % à 50 % des espèces sont observées tous les ans : quatre à cinq années de relevés permettent en général de recenser au moins 85 % des espèces, ce qui signifie qu'un nombre relativement limité d'espèces sont véritablement fugaces. En extrapolant des placettes Oxalis à l'ensemble du dispositif, ces analyses montrent qu'entre 13 et 28 % des espèces présentes sur les placettes RENECOFOR entre 1995 et 2005 n'ont pas été détectées à l'issue des trois passages quinquennaux. Ce n'est certainement pas un hasard si ces chiffres sont cohérents avec l'effet opérateur mis en évidence dans les relevés de contrôle et les exercices d'intercalibration (même si une partie des espèces ratées correspond certainement à des espèces éphémères). Ces analyses montrent également que la stratégie dont la performance se rapproche le plus d'un échantillonnage tous les ans consiste à effectuer les relevés deux années successives sur un cycle de 4 ans. La future stratégie d'échantillonnage de la flore au sein des placettes RENECOFOR repose sur des relevés tous les dix ans (fréquence décennale), à l'exception d'un sous-réseau de placettes (CATAENAT) où la fréquence demeurera quinquennale. Un compromis au surcoût acceptable serait de prévoir des relevés floristiques deux années de suite tous les 4 ans sur les placettes CATAENAT. Un tel dispositif permettrait notamment d'estimer la variabilité interannuelle (et ses évolutions au cours du temps) et la variabilité à plus long terme. L'historique des coupes et des chablis n'est pas parfaitement connu pour l'ensemble des placettes. Néanmoins, treize placettes n'ont vraisemblablement jamais fait l'objet de coupes depuis 1991/1992 (mais huit d'entre elles ont été touchées par les tempêtes de 1999), 67 placettes ont connu une coupe, 21 deux coupes et une trois coupes. Les tempêtes de 1999 ont touché 53 placettes dont 32 placettes plus lourdement touchées (au moins 5% des arbres touchés). Les tempêtes ont évidemment entraîné des modifications dendrométriques des peuplements. Le suivi des dépôts atmosphériques sous couvert depuis 1993 dans 26 placettes du sous-réseau CATAENAT) montre qu'une légère baisse des dépôts azotés et une baisse plus nette des dépôts de sulfates. L'étude de l'évolution des températures de 1995 à 2005 indique (1) très clairement des fluctuations synchrones entre les placettes, pour les quatre saisons, (2) une tendance à des étés plus chauds et des automnes régulièrement plus chauds à partir de 1998, (3) plusieurs épisodes climatiques exceptionnels (fortes températures automnales de 1997, canicule de l'été 2003) et (4) que les années 1995, 2000 et 2005 sont globalement dans la normale. Le synchronisme entre placettes est nettement moins marqué pour les précipitations. Même si les évolutions de la structure des communautés végétales semblent peu marquées à l'échelle du réseau entre 1995 et 2005, des changements floristiques sensibles sont visibles à une échelle plus fine. L'amplitude de déplacement est toujours relativement faible, ce qui suggère (1) une forte inertie des écosystèmes forestiers et (2) une grande différence d'échelle entre les variations floristiques observées à l'intérieur du type de placettes et la diversité floristique existant ente ces différents types. La forte dépendance de ces variations de structure des communautés aux types de placettes RENECOFOR considérés suggère un déterminisme environnemental complexe qui reste à rechercher. Les analyses menées à différents niveaux (indices synthétiques via la richesse spécifique et les indices d'Ellenberg ; assemblages via l'AFC ; espèces communes) ne montrent pas d'évolution directionnelle très marquée de la flore. Au contraire, les changements sont subtils, et reflètent en premier lieu l'évolution des peuplements sous l'influence des tempêtes et du sylviculteur et dans un second temps des dépôts atmosphériques. L'étude des caractéristiques écologiques de la flore mesurées par les indices d'Ellenberg montre (1) clairement une distinction entre placettes touchées et épargnées par les tempêtes de 1999 et (2) un effet limité des retombées atmosphériques (qui porte uniquement sur l'évolution du caractère nitrophile de la flore entre 1995 et 2000; aucun n'apparaît entre le caractère acidiphile de la flore et les dépôts de sulfate). De façon plus générale, les analyses mettent en avant l'importance pour la végétation herbacée de la compétition avec les étages supérieurs. Après dix années de mise en défens de la végétation, il ressort des comparaisons des relevés floristiques entre enclos et exclos que (1) la richesse et la diversité spécifique de la strate herbacée sont moins élevées dans l'enclos - et inversement pour les strates arbustives- et (2) la flore est moins héliophile et nitrophile dans l'enclos : ces observations sont cohérentes avec une régulation des communautés herbacées par les strates arbustives via leur interception de la lumière. D'autre part, cet effet positif des grands herbivores sur la diversité de la flore herbacée est d'autant plus marqué que la pression d'herbivorie était élevée lors de l'installation du dispositif. Les données Oxalis montrent que la richesse spécifique évolue de façon synchrone entre les huit sous-placettes de chaque placette et entre placettes proches géographiquement. Les fluctuations de la richesse sont en bonne partie expliquées par les variations interannuelles des précipitations et des températures. Par ailleurs, la flore en montagne réagit fréquemment de manière opposée à celle de plaine aux mêmes conditions climatiques. Si la flore réagit effectivement rapidement aux conditions climatiques, elle n'a pas connu d'évolution directionnelle évidente sur la période considérée (conformément à ce qui est observé à l'échelle du réseau entier) et plus encore, elle a particulièrement bien résisté à la sécheresse/canicule 2003. Plusieurs perspectives sont enfin proposées, en particulier (1) l'exploration plus fine du rôle du climat sur les évolutions de la flore forestière, (2) une quantification plus fine du niveau des populations des grands herbivores à proximité des placettes et l'évolution de ces populations entre 1995 et 2005 pour mieux préciser la pression d'herbivorie et (3) une modélisation de l'évolution de la flore intégrant véritablement les sources de biais (effets équipe et saisonnalité) à partir de l'ensemble des sources disponibles (exercices d'intercalibration, visites de contrôle, passages de printemps et d'été). Numéro de notice : 17702 Affiliation des auteurs : IFN+Ext (1958-2011) Thématique : FORET Nature : Recueil / ouvrage collectif DOI : sans En ligne : https://hal.science/hal-00576688 Format de la ressource électronique : vers HAL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99845