EcoBIogéochimie de la Zone critique (EcoBIZ)

EcoBIogéochimie de la Zone critique (EcoBIZ)

L’être humain exerce une pression sur son environnement qui s’est exacerbée durant l’Anthropocène et accélérée durant les 200 dernières années avec l’utilisation des ressources fossiles. La relative stabilité et la capacité de régulation de la planète Terre ont permis le développement de l’espèce humaine après la révolution néolithique mais sont menacées voire déjà affectées. La dynamique des écosystèmes et leurs interactions avec les multiples pressions anthropiques sont encore mal connues. Au sein de ces écosystèmes, les cycles biogéochimiques sont perturbés de manière globale (C, N, Pb, Hg…) mais également locale/régionale, à l’échelle d’un bassin versant (par ex. cas des intrants azotés ou de pesticides sur une parcelle agricole ou bien d’éléments trace métalliques (ETM) dans une ancienne zone minière de montagne).

L’objectif principal de l’équipe EcoBIZ est de mieux comprendre et quantifier la dynamique des flux BIogéochimiques et des contaminants dans les bassins versants au sein de la Zone critique. Nous préconisons une approche holistique de la Zone Critique en intégrant le rôle éco-biogéochimique des ECOsystèmes régulateurs. L’équipe souhaite également renforcer la compréhension du rôle des communautés d’organismes au niveau de la zone critique et leur importance dans la régulation des flux biogéochimiques. EcoBIZ s’attache désormais à considérer leurs interactions dans les continuums terrestres-aquatiques par une approche intégrée à l’échelle du bassin versant et en considérant l’impact des changements globaux. Ces recherches permettront d’une part d’alimenter les bases conceptuelles sur les systèmes complexes en écologie fonctionnelle et d’autre part de contribuer à la réflexion globale sur les objectifs de développement durable. Elle bénéficie des compétences complémentaires de chaque membre de l’équipe sur divers écosystèmes fonctionnels vis-à-vis de la régulation des flux. Les zones humides restent toutefois l’objet commun central et elles sont étudiées dans différentes conditions pédo-climatiques et également au sein des écosystèmes frontières et des agroécosystèmes.

Pour atteindre ces objectifs scientifiques, EcoBIZ propose de répondre à 3 grandes questions :

  1. Quels sont les facteurs déterminant la dynamique des flux biogéochimiques dans les écosystèmes régulateurs de la zone critique en milieu fortement et faiblement anthropisé et sous des gradients climatiques différents ?
  2. Quel est le fonctionnement éco-biogéochimique d’un bassin versant et sa dynamique en intégrant le fonctionnement des écosystèmes régulateurs ?
  3. Quelles sont les trajectoires Eco-biogéochimiques de la zone critique au sein d’un bassin versant sous l’impact des changements globaux ?

Nous utilisons et combinons des traceurs spatiaux (isotopie stable et biomarqueurs) et temporels (radio-isotopes) pour mieux comprendre les sources, les processus de stockage et de libération/déplacement des contaminants. Le rôle des communautés d’organismes dont l’action est essentielle sur les cycles biogéochimiques au sein de la zone critique et entre zones critiques (biovecteurs) est aussi déterminé: communautés microbiennes et cycles du carbone et de l’azote dans les zones discrètes, faune du sol et qualité des sols agricoles. Les travaux menés sur les relations éco-biogéochimique s’appuient sur une combinaison d’approches corrélatives (couplage d’inventaires faunistiques et de mesures des stocks et flux de matière et d’énergie), expérimentales (mésocosmes), et numériques (modèles énergétiques). Nous attachons une grande importance à répliquer ces études dans différents types d’écosystèmes terrestres et aquatiques afin de lever les verrous méthodologiques et conceptuels faisant obstacles à leur comparaison. L’ensemble des résultats servent à la recherche de principes généraux concernant l’ampleur et les mécanismes du contrôle du vivant sur les cycles biogéochimiques.

Pour intégrer un ensemble de processus à différentes échelles, des approches spatiales et temporelles différentes seront mises en places. Au niveau temporel, l’équipe EcoBIZ travaille sur les rétro-observations et les systèmes d’observations à long terme (>10ans) et couple cela avec de la modélisation pour permettre de simuler des trajectoires. Au niveau spatial, les travaux sont menés, aussi bien à l’échelle locale (sites expérimentaux) qu’à l’échelle globale. Les flux entrants et sortants permettent de comprendre la réponse fonctionnelle de ces écosystèmes régulateurs face à des forçages climatiques et anthropiques.

EcoBIZ s’appuie sur les observatoires de la zone critique (OZCAR) dont elle a la responsabilité et sur la Zone Atelier (ZA) PYGAR pour tout ce qui concerne les observations sur du long terme et de haute fréquence d’une part, et pour tout ce qui concerne l’étude des socio-écosystèmes, d’autre part. EcoBIZ propose aussi ses compétenceohm haut vicdess pour élargir ses champs d’application à d’autres observatoires d’OZCAR ou de RZA au niveau national et au sein du eLTER ou des réseaux « Critical Zone » au niveau international.

Les sites de la tourbière de Bernadouze et son bassin versant (OHM Vicdessos Labex DRIIHMauradé bassin, SNO Tourbières) ainsi que les bassins versants d’Auradé (BV agricole) et du Baget (SNO Karst, système Karstique) sont emblématiques des recherches d’ECoBIZ puisqu’ils permettent de regrouper l’ensemble des expertises sur respectivement : i) l’impact des pratiques locales et changements globaux sur la biogéochimie des flux entrants et sortants autour de la tourbière, ii) les bilans des flux de matières (contaminants organiques et inorganiques, nutriments) en réponse aux fluctuations climatiques et aux pressions anthropiques dans un bassin versant (Auradé) soumis à une agriculture raisonnée depuis les années 80 et dans un bassin pré-montagnard (Baget) moins perturbé, mais où la déprise pastorale en faveur d’une recolonisation forestière permet de déceler l’influence de ces trajectoires sur son fonctionnement. L’équipe participe aussi au développement d’observatoires de la zone critique Outre-Mer (Labex CEBA en Guyane), (O’MAFE à l’Ile Maurice en lien avec l’OBSERA à la Réunion, O’LIFE au Liban, O’Sébou au Maroc). Par ailleurs, elle investit des approches à différentes niveaux d’organisation spatiale, et à des latitudes différentes : grands et petits bassins des pays du Sud (Sebou, Sénégal, Congo, Amazone, Mékong, Fleuve Rouge), grands bassins Arctiques (Ienisseï, Lena) pour y tester, analyser, et caractériser les processus de transfert sous des conditions pédoclimatiques et anthropiques différentes, mais aussi pour aller vers une approche globale.

Composition

EcoBIZ est composé de 13 chercheurs et enseignants chercheurs permanents, de 3 ingénieurs et techniciens et de nombreux post-doctorants, chercheurs contractuels et doctorants. L’interdisciplinarité et le dynamisme de EcoBIZ garantissent de mener à bien les objectifs pré-mentionnés.

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L’équipe Biz en décembre 2017 (permanents absents / JMSanchez-Perez, Sabine Sauvage)

Les chercheurs, enseignants chercheurs, ingénieurs et techniciens en appui à la recherche (personnels permanents)

Nom, PrénomGrade-TutelleFonction-ResponsabilitéSpécialité
Camboulive ThierryADT UPSLogistiqueTerrain/hydrologie
Gandois LaureCR CNRSTourbière de Bernadouze.
Responsable scientifique plateau Isotopie
Biogéochimie/Sol-Tourbières
Granouillac FranckT UPSObservatoire BV AuradéHydrogéochimie
Guiresse MaritxuPR INPT Pédologie
Hansson SophiaCR CNRSBiogéochimie/Ecogéochimie
Lecerf AntoineMCF UPSEcologie des écosystèmes et des communautés
Le Roux GaëlDR CNRSResponsable scientifique salles blanches et ICPBiogéochimie/Tourbières
Pey BenjaminMCF INPT Biologie des sols/Pédologie
Pautot CorinneADT. INPTPlateforme MicroscopieBiologie des sols/Pédologie
Probst AnneDR CNRSBiogéochimie/Ecosystèmes
Probst Jean-LucDR CNRSDir. ZA PYGARBiogéochimie/Bassin Versant
Sanchez Perez José MiguelDR CNRS Hygrobiogéochimie/Modélisation
Sauvage SabineIR CNRSResponsable équipe Modélisation/Ressources en eau
Suc VirginieT INPTResponsable technique Observatoire BV Auradé/ Coordinatrice TechniqueAnalyses physicochimique/eau
Travella Marie-JoséT INPTResponsable technique Salle BlanchePréparations/Salle Blanche
Teisserenc RomanMCF INPT/Délégation CNRSResponsable scientifique Plateau d’Analyses Physico-ChimiquesBiogéochimie de l’Environnemen

Les doctorants, postdoctorants, ingénieurs et techniciens en appui à la recherche (personnels non permanents)

Nom/prénomStatutSpécialité
Cakir RoxelanePost-doctoranteModélisation/hydro-biogéochimie
Dos Santos VanessaPost-DoctoranteModélisation/Télédétection
Chaumet BettyPost-DoctoranteEcologie/biogéochimie/contaminants
Rabot EvaPost-DoctorantePédologie/Ecologie
Laffond LiseCDD-IE CNRSSIG/sols
Badassan T.Doctorant (Cotutelle)Biogéochimie
Datok PankyesDoctorantHydro-biogéochimie/modelisation
EL Mrissani SaraDoctorante (Cotutelle)Biogéochimie
Hagelskjaer OzkarDoctorantContaminants/sols/eau
Haver MarilenDoctoranteEcologie
Joggee DeejaysingDoctorant (cotutelle)Bo
Liu RungqinDoctoranteBiogéochimie/contaminants
Garosoain RaphaëlDoctorantModélisation/biogéochimie
Guilhen JérémyDoctorant Modélisation/télédétection/
biogéochimie
Manteaux SarahDoctoranteModélisation/biogéochimie
Marchand ThéoDoctorantEcologie/sols
Martinez-Espinosa ColumbaDoctoranteModélisation/biogéochimie/zones humides
Sok TyDoctorant (Cotutelle)Modélisation/biogéochimie
Trochon BenjaminDoctorantSols/biogéochimie
Ulloa Cedamanos FrancescoDoctorantGéochimie/Systèmes Karstiques
Wu XindaDoctorantContaminants/zones humides

De part ses thématiques d’étude et sa multidisciplinarité, L’équipe EcoBIZ rassemble des compétences solides et des moyens performants lui permettant d’intervenir sur des sites diversifiés, pour répondre à des enjeux pertinents et stratégiques. Le personnel de EcoBIZ est de plus porteur ou impliqué dans de nombreux chantier à travers le monde qui sont résumés sur la carte ci-dessous. Les chercheurs de EcoBIZ sont fortement investis à l’international et sont accueillis ou accueillent de nombreux chercheurs étrangers au sein de l’équipe.

Projets

Projets nationaux et internationaux en cours:

2019-2023: Projet ANR PESTIPOND : Rôle des retenues d’eau artificielles et naturelles dans le transfert et l’impact des pesticides dans les eaux de surface de la zone critique en milieu agricole. Responsable : G. Imfeld (ITES) https://pestipond.cnrs.fr/.

2015-2021: INTERREG-SUDOE Observatoire Pyrénéen du Changement Climatique: projets REPLIM et PYRAGUA. Coordinateur A. San Cobena (UPM Madrid). Coordinateur Français : J.M. Sanchez Pérez

2021-2024. ANR JCJC. Arctic PEAT. Impact of permafrost thaw on ARCTIC and Subarctic PEATland carbon dynamics. Coordinatrice : L. Gandois.

2012-2022: Projet EQUIPEX « CRITEX » : « Parc national d’équipements innovants pour l’étude spatiale et temporelle de la Zone Critique des Bassins Versants ». Partenaires GET, Lhyges, Ecologie Fonctionnelle et Environnement, BIOEMCO, IMPMC, IPGP, SAS, HBAN, LISAH, LTHE, HSM, ETNA, EMMAH, Chronoenvironnement, Géosciences Rennes, IPGS, LCA, LDO, Géosciences Montpellier, Sisyphe, BRGM. (Rep. J. GAILLARDET IPGP. Participant A. PROBST Resp. site ORE BV Le Baget ; J.L. PROBST Resp. site ORE BV Auradé)

2016-2020: Projet Belmont Forum: People Pollution and Pathogens. Responsable G. LE ROUX pour la partie française

2020-2021 EC2CO. PALSA, Carbon dynamics in thawing palsa. Coordinatrice L. Gandois

2020-2021: IPA (International Permafrost Association) Action Group. Standardized methods across Permafrost Landscapes: from Arctic Soils to Hydrosystems (SPLASH). Coordinateur: F. Bouchard (Geops).

2018-2021. Flux et bilans de carbone des tourbières pyrénéennes en contextes anthropisés. LAbex DRIIHM. Coordinatrice L. Gandois. Collaboration EcoLab (Toulouse), ISTO (Orléans)

2017-2021: Projet R&D FUI HYDROSIM (Fonds Unique Interministériel): Spatial, in situ and modelling hydrology avec 3 entreprises privées (CLS, BRLi, CENEAU) et 2 institutions de Recherche (CNRS, IRD). Coordinateur CLS. Resp partenaire CNRS : S. Sauvage

2019-2020. Projet IPSL ROASTY (Release of organic matter released from abrupt and slow thermokarst sources in Central Yakutia (Eastern Siberia)). Coordinateur : A. Séjourné (Geops).

2018-2020. Carbon budget from peatlands in the Romaine River watershed, boreal Quebec, Canada, SRSNG 447 000 CAD, Geotop (UQAM), Univ. Laval, Ecolab, GET, LA. Coordinatrice M. Garneau (Geotop).

2019-2022:  le GDRI-Sud O’LIFE: Observatoire libano-français de l’environnement. Responsable: J.L. PROBST.

2019-2022 Contrat de collaboration avec EDF Recherche et Développement : Modélisation des zones de régulations de la qualité de l’eau dans un bassin versant : cas de la Vienne. Resp. S. Sauvage

2021-2023 Contrat de collaboration avec CLS Recherche et Développement : Modélisation du transfert de sédiments dans les grands bassins du Sud en couplant la télédétection, mesures in situ et la modélisation. Resp.S. Sauvage

Liens vers données

Carte des sols de l’Ex-Région Midi-Pyrénées :

Dans le cadre du programme national « Inventaire, Gestion et Conservation des Sols » (IGCS) du Gis Sol (https://www.gissol.fr/), visant la construction d’un outil spatialisé de gestion et de conservation des sols à des fins d’aménagement du territoire compatible avec les exigences de la protection de l’environnement et de la conservation du patrimoine, le CNRS via le Laboratoire Écologie Fonctionnelle et Environnement a été maître d’ouvrage pour la réalisation d’un travail de cartographie des sols de l’ex région Midi-Pyrénées. Ces informations constituent le Référentiel Régional Pédologique (RRP) de l’ex-région Midi-Pyrénées. Les sols des départements de l’Ariège, de l’Aveyron, de la Haute-Garonne, du Gers, du Lot, des Hautes-Pyrénées et du Tarn-et-Garonne font ainsi l’objet d’une carte départementale à l’échelle du 1/250 000. Une carte harmonisée de l’ex-région Midi-Pyrénées est également disponible. Les Référentiels Régionaux Pédologiques se composent d’une couche graphique (format .shp) et d’une base de données (formats .mdb et .csv). Il est possible de visualiser une partie de ces informations, de consulter les métadonnées et de faire une demande d’accès sur le siteweb dédié (https://www4.obs-mip.fr/rrp-midi-pyrenees/)

Liens vers activités de communication grand public

https://oxi90.com/KOPUOOH79/2E80A9721D3E4DCD9BEEA08FDD4327A3.php

http://www.news.obs-mip.fr/journee-mondiale-des-zones-humides-2021/

Partenariats

L’équipe EcoBIZ a développé des partenariats forts au niveau régional, national, européen et international avec une séries de laboratoires étrangers, allant de la Chine aux Etats-Unis, de la Russie à l’Algérie et aux Pays d’Amérique du Sud. Les membres de l’équipe EcoBIZ sont régulièrement présents dans ces pays non seulement dans le cadre d’échanges de chercheurs, de transferts de connaissances, mais également de mission de terrain.

Les chantiers, collaborations et réseaux collaboratifs de l’équipe EcoBIZ

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