BioGeoChem

Biogéochimie : Relier biodiversité et cycle des nutriments dans les prairies permanentes

Animateur : Arnaud FOULQUIER

L’objectif est d’élucider les multiples relations biogéochimiques entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes dans un contexte de changement climatique et d’usage des terres. Ces questions sont abordées via des approches et méthodes spécifiquement développées à cet effet.

Les écosystèmes terrestres sont à la croisée entre cycles du carbone, de l’azote, du phosphore et de l’eau qui peuvent intégrer les modifications de facteurs clés de l’environnement et influencer en retour les processus écosystémiques. En connectant l’écologie des communautés, la biologie et la biogéochimie, notre thème vise à une meilleure compréhension des bases écologiques des services écosystémiques produits par les écosystèmes (en lien avec le thème ServAlp), des réponses de l’écosystème aux pressions exercées par les xénobiotiques (en lien avec le thème Xpade) et du rôle des interactions biotiques dont l’herbivorie (lien avec les thèmes InterSpe et MacroEco).

Cette thématique sera développée selon trois axes complémentaires :

1. L’extension à d’autres niveaux trophiques du modèle basé sur les traits de réponse et traits d’effets, essentiellement développé pour les végétaux.

 

En effet si la biodiversité est reconnue comme jouant un rôle clé sur les processus écologiques, et par effets de cascade sur les services écosystémiques, les études examinant les relations entre diversité et fonctionnement des écosystèmes se sont concentrées sur la diversité fonctionnelle d’un seul niveau trophique (plantes / invertébrés/ microbes).
 

Nous proposons la prise en compte des interactions multitrophiques afin de produire des avancées significatives dans ce domaine en considérant les questions principales suivantes :

  • Quels sont les rôles des différentes composantes de la biodiversité (diversité fonctionnelle végétale, communautés microbiennes du sol, herbivores) et leurs interactions avec le cycle de l’azote, du carbone et de l’eau.
  • Comment le cycle des nutriments va-t-il en retour impacter ces différentes composantes de la biodiversité ?
2. Les modèles biogéochimiques actuels prennent en compte la végétation de manière très simpliste en utilisant des types fonctionnels limités (PFTs).

 

En collaborant avec des modélisateurs du système terrestre, nous améliorerons la prise en compte dans les modèles de terrain de la diversité fonctionnelle végétale en incorporant des variables continues de traits fonctionnels le long de gradient climatique et d’utilisation des terres. Ceci permettra des estimations quantitatives et qualitatives des services écosystémiques tels que la répartition du carbone et des autres gaz à effets de serre, la productivité primaire, la minéralisation du sol et la séquestration du carbone du sol.

3. Les changements climatiques et d’utilisation des terres ainsi que les dépôts d’azote atmosphérique dans les bassins versants d’altitude se traduisent par des perturbations affectant la disponibilité de l’azote, la végétation et les propriétés biotiques et abiotiques du sol. La résistance et la résilience du fonctionnement de ces systèmes en sera à son tour modifiée, ainsi que la fourniture de services écosystémiques (approvisionnement en fourrages et eau potable).

 

Notre objectif est d’identifier comment le statut et le cycle de nutriments peut contribuer à la résistance et à la résilience de ces systèmes via les diversités aériennes et souterraines.

 

Qui est impliqué ?

Chercheurs / enseignants :

– Jean-Marc BONNEVILLE
– Philippe CHOLER
– Arnaud FOULQUIER
– Christiane GALLET
– Roberto GEREMIA
– Sandra LAVOREL

Personnels techniques :

– Cindy ARNOLDI
– Marie-Pascale COLACE
– Karl GRIGULIS
– Nelly REYMOND
– Amélie SAILLARD

 

Quels sont les projets en cours ?

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