La biodiversité permet-elle d'atténuer les effets négatifs des changements climatiques lors du recyclage des nutriments en forêt ?

par Tania Maxwell

Projet de thèse en Biogéochimie et écosystèmes

Sous la direction de Laurent Augusto et de Alison Munson.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec l'Université Laval , dans le cadre de École doctorale Sciences et Environnements (Pessac, Gironde) , en partenariat avec ISPA - Interaction Sol-Plante-Atmosphère (laboratoire) et de BIONUT - BIOGéochimie des NUTriments (equipe de recherche) depuis le 09-10-2018 .


  • Résumé

    Les forêts sont des écosystèmes terrestres majeurs. Ils fournissent une multitude de processus et fonctions qui sous-tendent des services écosystémiques tels que la production de biomasse, le recyclage des nutriments ou le stockage de carbone. Cependant, les forêts sont de plus en plus impactées par les épisodes de sécheresse et la question de savoir si la biodiversité permet de maintenir les processus et fonctions de l'écosystème face aux perturbations du climat reste encore non résolue à ce jour. En particulier, malgré le nombre grandissant d'études portant sur les relations positives entre diversité des arbres et productivité des forêts, peu d'expériences ont évalué le rôle de la biodiversité sur le fonctionnement du sol, et encore moins dans un contexte de changement climatique. Ce projet de thèse propose de quantifier l'effet de la diversité des espèces arborées sur les couplages entre cycles du carbone, de l'azote et du phosphore lors du recyclage de la matière organique ainsi que sur la stabilité des processus du sol en abordant les concepts de résistance et résilience des forêts mixtes face aux modifications des régimes de précipitations. L'objectif principal de la thèse sera d'identifier les mécanismes écologiques par lesquels la biodiversité permet de faire face aux événements climatiques extrêmes.

  • Titre traduit

    Is biodiversity able to improve nutrient cycling in forests under climate change?


  • Résumé

    Multiple lines of evidence have led to the conclusion that climate is changing. Assessing the resistance and the resilience of forests to climatic disturbance is increasingly recognized as a key question to predict the production and stability of forests under different climatic scenarios. Conversely, understanding to what extent climate changes can alter nutrient cycling in forests and the positive effect of tree diversity on biogeochemical cycles remain unresolved questions. This position will be focused on two field experiments. These large, ongoing, experimental platforms are forest ecosystems where biodiversity and climate are manipulated (TreeDivNet and IDENT international networks). One is an experimental plantation with Pinus pinaster, Betula pendula, Quercus robur and their mixtures in all possible combinations, located in a sandy plain in SW-France. An irrigation system enables manipulating water supply and consequently to assess the effects of summer droughts on nutrient cycling and tree nutrition. The second field experiment is in northern Ontario, Canada in boreal plantations with Betula papyrifera, Larix laricina, Picea glauca, Pinus strobus, Quercus rubra. In the latter, rainfall exclusion is in place to simulate severe summer drought. Nutrient cycling will be studied in these ecosystems using several methods: soil nutrients will be quantified through conventional analyses (e.g. total carbon and nutrient contents, nutrient availability), but also with incubation resins and incubation cores. Isotopes will be used to assess nutrient uptake by trees (root bioassay method). The natural abundance of nitrogen isotopes will be measured in trees to assess the functioning of nitrogen cycling. Finally, the way trees efficiently use and store nutrients will be studied through the monitoring of foliage composition and litterfall.