Dans le cadre du projet ISY-BIOC l’UR EFNO (Irstea, Nogent-sur-Vernisson) propose un post-doc (ou CDD Ingénieur de Recherche) d’une durée de 18 mois.

Titre du post-doc : Rôle des forêts dans l’atténuation du changement climatique : Comment la sylviculture peut moduler les flux et stocks de carbone des écosystèmes forestiers de plaine?

Document PDF avec le sujet complet et les informations détaillées

Démarrage : début 2020 (février ou mars)
Durée : 18 mois

Le post-doc se déroulera sur 18 mois, et démarrera par 3 mois au Laboratoire ESE pour le traitement des échantillons en laboratoire, puis sera suivi de 15 mois à l’unité EFNO d’irstea de Nogent-sur-Vernisson.

Responsable scientifique et laboratoire d’accueil, personne à contacter :
Nathalie KORBOULEWSKY
CR-HDR irstea
UR Ecosystèmes Forestiers
Domaine des Barres
45 290 Nogent-sur-Vernisson
02.38.95.03.55
nathalie.korboulewsky@irstea.fr

Partenaire :
Stéphane Bazot
Laboratoire Écologie, Systématique, Évolution
Bât. 362, rue du Doyen André Guinier
91405 Orsay Cedex

Pour candidater :
Envoyer CV complet (+ joindre si possible 1-2 articles sur la thématique du post-doc), votre intérêt pour le sujet en précisant la date de soutenance de la thèse et la date souhaitée de démarrage du post-doc et flexibilité) à Nathalie Korboulewsky (nathalie.korboulewsky@irstea.fr) et à Stéphane Bazot (stephane.bazot@u-psud.fr)

Résumé du sujet de Post-Doc :
Le cycle du carbone est central dans le fonctionnement des forêts pour la constitution de la biomasse végétale, la formation des humus et des sols. Les forêts ont de fait un rôle majeur dans le stockage du carbone, et participent par ce biais à l’atténuation du changement climatique. Toutefois, l’importance du stockage du carbone dans les sols forestiers et l’impact des sylvicultures sont très peu connus.
L’objectif du post-doc est d’étudier à la fois les effets de la diversité des peuplements forestiers (peuplements mélangés versus peuplements purs), et l’importance et le rôle la végétation du sous-bois (molinie, callune, fougère) dans les flux et le stockage du carbone. Le travail s’articule autour 1/de la caractérisation chimique des litières, 2/ la quantification des stocks de carbone dans les sols et les stocks dans la biomasse végétale, 3/l’évaluation de la stabilité du carbone organique des sols étudiée notamment à travers les activités de la microflore du sol (en collaboration avec le laboratoire ESE, Orsay).
Le travail portera sur le dispositif de long-terme pour l’étude de nouvelles stratégies sylvicoles pour faire face au changement climatique, OPTMix (Oak Pine Tree Mixture). Une partie des données ou des échantillons, telles que les analyses physico-chimique des sols et les données dendrométriques sur les arbres, est déjà disponible. Ainsi, le travail du post-doc consistera à réaliser quelques prélèvements et mesures complémentaires en lien avec les 3 volets, puis à traiter et valoriser les résultats.
Le travail a l’ambition de donner un éclairage sur le rôle de nos forêts tempérées et de la gestion sylvicole sur le stockage de carbone dans le sol. Les résultats permettront d’identifier l’intérêt et les limites de ces stratégies sylvicoles pour le rôle des forêts de la région Centre-val de Loire dans l’atténuation au changement climatique

L’Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre (OSUC) et l’UR EFNO (Irstea) proposent un stage de M2 pour l’année 2019-2020 intitulé « Effet indirect de l’exclusion sélective de grands mammifères sur la dynamique de la matière organique des litières en forêt d’Orléans ».

Localisation : OSUC/ISTO
Encadrement : Sébastien Gogo (OSUC/ISTO) et Nathalie Korboulewsky (UR EFNO, Irstea)

contacts :
Gogo Sébastien
Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre – OSUC
Service National d’Observation Tourbières – OSUC, OSUR, THETA
Tel (0033) 02.38.49.45.02
sebastien.gogo@univ-orleans.fr

Nathalie Korboulewsky
Irstea – Centre de Nogent-sur-Vernisson
UR Ecosystèmes Forestiers
Domaine des Barres
45 290 Nogent sur Vernisson
+33 (0)2 38 95 03 55
nathalie.korboulewsky@irstea.fr

sujet :

Les grands mammifères peuvent par leurs activités modifier la composition floristique d’une parcelle forestière et notamment le recouvrement des espèces interférentes. En particulier, en forêt d’Orléans principalement composé de chêne et de pin, les recouvrements des espèces interférentes (Molinia carulea, Calluna vulgaris et Pteridium aquilinum) varient en fonction du traitement d’exclusion ou non des grands mammifères. Par conséquent, différents mélanges de litières peuvent se trouver au sol. Les mélanges de litières peuvent avoir des effets non-additifs sur la décomposition de la matière organique des litières. En d’autre terme, la vitesse de décomposition d’un mélange de deux litières n’est pas prévisible à partir des vitesses de décomposition des deux litières prises séparément (décomposition en mélange < ou > moyenne des décompositions des litières seules). L’effet est synergique quand le mélange produit une augmentation de la vitesse de décomposition par rapport à l’attendu (scénario additif). L’effet est antagoniste quand le mélange produit une diminution de la vitesse de décomposition par rapport à l’attendu. Ainsi, en agissant sur la composition floristique d’une parcelle forestières, les mammifères peuvent indirectement affecter la dynamique de la matière du sol et donc, à une échelle plus large, le cycle du carbone de l’écosystème dans son ensemble

L’objectif de ce stage est de déterminer si de tels effets sont possibles. Des résultats préliminaires sont disponibles concernant le mélange entre les litières de pin et de chêne (IRSTEA de Nogent sur Vernisson). Pour compléter ces résultats, les litières de pins et de chêne (seules et en mélanges) ont été mélangées avec les espèces interférentes (Molinia carulea, Calluna vulgaris et Pteridium aquilinum) et déposées en forêt pour un suivi de la décomposition. Des sachets ont été collectés à 3 dates, et une dernière devrait l’être à l’automne-hiver 2019-20.

L’étudiant pourra participer à cette campagne de collecte, et aura à traiter au laboratoire cette campagne ainsi que les deux précédentes. Il s’agit de trier la litière, de la peser après passage à l’étuve afin d’en déterminer la matière sèche restante. Une partie des échantillons seront analysés chimiquement par l’étudiant. L’ensemble des résultats sera analysé statistiquement afin d’identifier les taux de décomposition, l’effet du peuplement (pur, mélange), l’effet du mélange des litières, et les facteurs environnementaux déterminants grâce aux données microclimatiques des sites.

Un nouveau projet soutenu Direction de l’Eau et de la Biodiversité (DEB) et impliquant le dispositif OPTMix démarre cette année. Ce projet coordonné par Lauric Cécillon (Irstea UR EFNO, mis à disposition de l’URA ECODIV) a pour objectif d’identifier des itinéraire sylvicoles conciliant production de biomasse, conservation de la biodiversité des sols et séquestration de Carbone dans les sols. Plus spécifiquement, le projet propose de quantifier l’effet de deux facteurs importants présents dans de nouveaux itinéraires sylvicoles productifs en forêt de plaine française : la densité du peuplement forestier et le mélange d’essences forestières sur :
(1) l’abondance et la diversité des organismes du sol (réseau trophique du sol complet : macrofaune, mésofaune, microfaune et microflore) ;
(2) la séquestration de carbone organique dans les sols (bilan des entrées et des sorties de carbone du sol, et caractérisation des stocks de carbone organique du sol et de leur stabilité biogéochimique).
Le projet s’appuiera sur le dispositif expérimental OPTMix

Titre du projet : « Identification d’Itinéraires SYlvicoles conciliant production de biomasse, conservation de la BIOdiversité des sols et séquestration de Carbone dans les sols ».
Acronyme : ISY-BIOC
Subvention : DEB
Durée : 3 ans
Coordinateur : Lauric Cécillon

Un nouveau projet soutenu par la région Centre Val de Loire et impliquant le dispositif OPTMix démarre cette année. Ce projet coordonné par Philippe Balandier (Irstea UR EFNO) a pour objectif d’étudier la vulnérabilité des Chênaies de la région Centre Val de Loire au Changement de Climat.

Titre du projet : « vulnérabilité des Chênaies de la région Centre Val de Loire au Changement de Climat ».
Acronyme : C4
Subvention : Région Centre Val de Loire
Durée : 2 ans
Coordinateur : Philippe Balandier
Résumé du projet :
Les chênaies de la région Centre Val de Loire sont une ressource économique importante mais sont soumises à des dépérissements plus ou moins importants. Elles sont souvent rencontrées sur des sols présentant des engorgements temporaires en eau en hiver et au printemps, conduisant à l’asphyxie des systèmes racinaires. Les changements actuels de climat montrent une pluviométrie quasi constante, voire un peu renforcée en hiver ou au printemps, mais une très forte augmentation des températures (+0.6°C tous les dix ans, poste météorologique Irstea de Nogent-sur-Vernisson). L’augmentation de ces températures induit une augmentation de l’évaporation du sol et de la transpiration de la végétation, résultant en des sécheresses accrues. L’objectif du projet est d’évaluer la vulnérabilité des chênaies à ces changements et en particulier mieux comprendre le rôle de l’engorgement en eau puis de la sécheresse dans le phénomène de dépérissement. Le projet reposera sur le dispositif OPTMix (Oak Pine Tree Mixture, https://optmix.efno.fr/) dont l’installation a été soutenue par la Région.

Les 1er et 2 juillet 2019, de nouvelles mesures d’humidité du sol ont été réalisées par Cyril Dejean (unité Irstea G-EAU de Montpellier) sur les placettes OPTMix à l’aide d’une sonde à neutron. Ce travail a été réalisé dans des conditions d’humidité du sol intermédiaires de façon à compléter la gamme des mesures nécessaires pour étalonner les sondes de teneur en eau (CS616 – Campbell Scientific) installées dans les placettes (voir aussi ici).

144 dendromètres automatiques à bande (capteur DRS26 SDI12, Environmental Measuring Systems)  sont en cours d’installation dans les placettes à densité faible et densité moyenne. Ces capteurs nous permettrons de suivre la réaction des arbres suite à des épisodes de sécheresse et à d’autres événements stressants (attaque de pathogènes par exemple) et de comparer la réponse des espèces (chêne sessile et pin sylvestre) en fonction de la densité et de la composition des peuplements.

Sur chaque placette les capteurs ont été connectés à la centrale d’acquisition des données avec un seul câble et les données sont enregistrées toutes les 30 minutes (voir ci-dessous pour un exemple sur une placette de pin sylvestre).

Environ 30 personnes de l’unité de recherche UR SOLS  de l’INRA (https://www6.val-de-loire.inra.fr/ur-sols) sont venues visiter les placettes expérimentales OPTMix le 24 juin 2019. Après une présentation générale par Philippe Balandier, les travaux scientifiques réalisés dans le cadre du dispositif ont été présentés sous forme d’ateliers :

• Utilisation des ressources en eau et  capteurs (Jordan Bello et Camille Couteau) ;
• Croissance des arbres et biodiversité (Thomas Pérot et Marion Gosselin) ;
• Dynamique du sous-bois, ongulés et sol (Anders Marell et Yann Dumas).

Un article vient de paraître dans la revue « Forest Ecology and Management » sur le rôle d’ongulés sauvages comme cause d’échec de nidification des oiseaux dans le milieu forestier. L’étude a été menée dans le cadre d’un stage de Master 2 par Amanda Cocquelet en lien avec le projet de recherche COSTAUD (Contribution des Ongulés Sauvages au foncTionnement des écosystèmes et AUx services rendus à ChamborD). En comparaison avec le premier site d’étude (Chambord), le taux de prédation a été particulièrement bas sur le dispositif OPTMix comme la fréquentation de la faune.

Cocquelet, A., A. Mårell, S. Bonthoux, C. Baltzinger and F. Archaux (2019). « Direct and indirect effects of ungulates on forest birds’ nesting failure? An experimental test with artificial nests. » Forest Ecology and Management 437: 148-155. doi: 10.1016/j.foreco.2019.01.025

Résumé :

L’augmentation des populations de cerfs et de sangliers en Amérique du Nord et en Europe occidentale est soupçonnée de menacer les oiseaux forestiers qui nichent à faible hauteur. Les ongulés peuvent influencer directement ces oiseaux en consommant leurs œufs ou leurs poussins, ou attirer indirectement d’autres prédateurs mammifères ou aviens, ou encore réduire la disponibilité des sites de nidification et des ressources alimentaires. Pour tester certains de ces divers mécanismes, 528 nids en fibre de coco et disposant de deux œufs de caille ont été installés dans 44 parcelles avec ou sans clôtures (la clôture permettant d’exclure les ongulés), situées sur le dispositif OPTMix et dans le domaine national de Chambord. 77 (14,6%) de ces nids ont été surveillés par des caméras-pièges. Nous avons utilisé des modèles mixtes linéaires généralisés pour relier le taux d’échec du nid aux indices de fréquentation des parcelles par les ongulés et autres prédateurs de nid, à la structure de la végétation et aux indices locaux de richesse des communautés d’oiseaux. Le taux d’échec de nidification est significativement plus élevé dans les parcelles non clôturées (39%) que dans les parcelles clôturées (32%), mais il n’est associé à la fréquentation des placettes ni des cervidés, ni des sangliers. De plus, la fréquentation des placettes par les autres prédateurs mammifères potentiels (mustélidés, renard,…) a tendance à augmenter avec la fréquentation par les ongulés mais n’est pas corrélée avec le taux d’échec de la nidification. Le taux d’échec du nid dépend à la fois de la hauteur du nid et du couvert arbustif : les nids au sol (taux d’échec de 31%) sont moins prédatés ou perturbés que ceux des arbustes bas (taux d’échec de 41%). Les nids situés dans des placettes avec un faible recouvrement arbustif présentent un risque de prédation légèrement plus élevé. Nous concluons que les ongulés ont une influence limitée sur l’échec de la nidification des oiseaux forestiers nicheurs bas ; en particulier, ils semblent contribuer très peu à la prédation des œufs par rapport aux autres prédateurs.

Un article vient de paraître dans la revue « Agricultural and Forest Meteorology » sur l’utilisation de la transmittance pour suivre la phénologie et le développement foliaire du chêne sessile (Quercus petraea) en peuplement pur.

Perot, T., P. Balandier, C. Couteau, S. Perret, V. Seigner and N. Korboulewsky (2019). « Transmitted light as a tool to monitor tree leaf phenology and development applied to Quercus petraea. » Agricultural and Forest Meteorology 275: 37-46. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2019.05.010.

Résumé :

Une meilleure connaissance et un meilleur suivi à long terme de la phénologie des espèces d’arbre et du développement foliaire sont cruciales  pour estimer avec précision l’impact des changements climatiques sur le fonctionnement des écosystèmes forestiers et sur la distribution des espèces forestières. L’objectif de ce travail était caractériser la phénologie et le développement foliaire du chêne sessile à l’aide d’une méthode indirecte non soumise à des effets observateurs :  la transmittance (rapport entre la mesure du rayonnement solaire  en-dessous et au-dessus du couvert forestier). Nous souhaitions également tester s’il était possible de déduire la date de débourrement observée à partir de la transmittance mesurée. Pour cela nous avons installé des capteurs de rayonnement solaire dans des peuplements purs de chêne sessile et dans le même temps nous avons fait des observations phénologiques (débourrement). Les mesures de rayonnement et les observations phénologiques ont été réalisées sur quatre années consécutives et pour deux densités de peuplement contrastées. Les données ont été acquises sur les placettes OPTMix sur la période allant de 2013 à 2018.  Les résultats montrent que les capteurs de rayonnement permettent de suivre le développement foliaire du chêne sessile et que la transmittance pendant la phase de débourrement suit un modèle en forme de sigmoïde. La modélisation de la transmittance nous a permis de définir un ensemble de paramètres caractérisant le feuillage et son développement. Les transmittances maximale et minimale sont des paramètres importants à suivre car ils fournissent des informations sur la quantité de feuillage ainsi que sur la quantité de lumière disponible sous la canopée : deux variables clés qui conditionnent le fonctionnement et la dynamique de l’écosystème forestier. Nous suggérons que la date à laquelle l’interception du rayonnement due au feuillage atteint 50% pourrait être utilisée pour définir le début de la saison de végétation car à cette date le LAI (Leaf Area Index) est proche de la moitié de  son maximum et parce que cette date n’est pas soumise a des effets observateur. La relation entre la date de débourrement observée et la transmittance était plus complexe qu’attendu. La date de débourrement intervient en moyenne lorsque l’interception due au feuillage atteint 10% . Un modèle linéaire intégrant des paramètres du modèle de transmitance comme variables prédictives nous a permis d’expliquer 57% de la variabilité de la date de débourrement observée. Des données complémentaires combinant des mesures de lumière et des observations phénologiques  sur une période de temps plus longue permettraient de clarifier la relation entre les paramètres de la transmittance et la date de débourrement.

A l’occasion de la thèse de Laura Chevaux (Irstea Nogent-sur-Vernisson), de nouveaux suivis de régénération et des relevés de bryophytes seront réalisés sur le dispositif OPTMix en 2019. La thèse, sur le rôle de la bryoflore dans le réseau d’interactions forestières et les implications pour la coexistence des espèces ligneuses, est encadrée par Philippe Balandier et Anders Marell. L’objectif de ces suivis est d’évaluer les effets des interactions entre les bryophytes et les ongulés sauvages sur la régénération forestière en forêt mélangée chêne-pin. Les données seront également utilisées pour implémenter la strate des bryophytes dans le modèle RReShar (module de la plate-forme capsis).