EcoBiogéochimie Intégrative de la Zone critique (EcoBIZ)

EcoBiogéochimie Intégrative 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 permanents

Nom, PrénomGrade-TutelleFonction-ReponsabilitéSpécialité
Camboulive ThierryADT UPSLogistiqueTerrain/hydrologie
Gandois LaureCR CNRS 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 d’équipe (2015-2020)Biogéochimie/Tourbières
Pey BenjaminMCF INPT Biologie des sols/Pédologie
Pautot CorinneA Tech. INPTPlateforme MicroscopieBiologie des sols/Pédologie
Probst AnneDR CNRSResponsable Axe Transverse scientifique DECOREMBiogéochimie/Ecosystèmes
Probst Jean-LucDR CNRSDir. ZA PYGARBiogéochimie/Bassin Versant
Sanchez Perez José MiguelDR CNRS Hygrobiogéochimie/Modélisation
Sauvage SabineIR CNRSResponsable équipe (2021-) Modélisation/Eaux
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 postdoctorants, ingénieurs et techniciens en appui à la recherche non permanents

Nom, PrénomGrade-TutelleSpécialité
to be updated

Projets

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.

Quelques exemples de projets nationaux et internationaux en cours:

2015-2020: Observatoire Pyrénéen du Changement Climatique: projets REPLIM et PYRAGUA.

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

2016-2019: Projet ANR jcjc « TRAM: Trace Metal Legacy on Mountain Aquatic Ecogeochemistry ». Responsable G. LE ROUX, S. BINET, F. DE VLEESCHOUWER, L. GANDOIS, R. TEISSERENC.

2016-2018: Projet SIMULEAU, financé par la Fondation de Coopération Scientifique Sciences et Technologies pour l’Aéronautique et l’Espace (RTRA) « Quantification des services naturels de régulation de la qualité des eaux dans un bassin versant du Sud : vers une plateforme intégrée pour la ressource en eau dans un contexte de changements environnementaux », Responsable S. SAUVAGE, 12 laboratoires régionaux impliqués (Ecologie Fonctionnelle et Environnement, CESBIO, GET, IMFT, GEODE, LA, LEGOS, CNRM, CERFACS, IRIT, ECO&SOLS, HYDROSCIENCES).

2015-2019:  LIA (Laboratoire International Associé) CNRS O’LIFE: Observatoire libano-français de l’environnement. Responsable: J.L. PROBST.

2014-2017: REGARD Project funded by RTRA Sciences and Technologies for Aeronautic and Space  « Modélisation des ressources en eau sur le bassin de la Garonne : interaction entre les composantes naturelles et anthropiques et apport de la télédétection »Head of the project, S. SAUVAGE (Ecologie Fonctionnelle et Environnement-CNRS), 8 research partners (CESBIO, IMFT/IMT, LEGOS, CNRM, BRGM, AGIR, CERFACS).

2014-2016: Projet NEEDS Environnement « J-PEAT: Japanese PEAT records of atmospheric deposition of artificial radionuclides ». Responsable F. DE VLEESCHOUWER, G. LE ROUX.        

2016-2017: Projet IDEX Transversalité « MICRODUST: MICROorganisms and DUST – Signatures, Interactions, Transport and Dissemination ». Responsable F. DE VLEESCHOUWER, J.-Y. CHARCOSSET, J. SONKE (GET), F. MAZIER (GEODE).

2015-2016: ANR-EC2CO National Project (Biogeochemistry, Hydrology, and Ecosystems functioning) Multi-scale modelling to quantify the role of wetlands in biogeochemical transfer in watershed.Head of the project,Sabine Sauvage,9 National research partners.

2012-2016: Projet ANR-Agrobiosphere « ESCAPADE :Evaluation de Scénarios sur la Cascade de l’Azote dans les Paysages Agricoles et moDElisation territoriale. Responsable J.L. DROUET (INRA-Grignon). Participant. A. PROBST (Resp. site projet : bassin versant Auradé), S. SAUVAGE, J. SANCHEZ-PEREZ, M. GUIRESSE, J.L. PROBST. 

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) :

2014-2016: Programme de coopération PRC – CNRS (Argentine) PARAD :Flux de poussières atmosphériques en Amérique du Sud Comparaison spatio-temporelle. Responsables F. De VLESCHOUWER. Partenaires CONICET, Univ. Cordoba (Argentine)

Partenariats

L’équipe BIZ a développé des partenariats forts 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 BIZ 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.

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En bleu, les pays des principaux laboratoires partenaires de l’équipe BIZ

Publications

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