Contexte du recrutement et définition de poste :
Contexte et objectifs
L’un des défis majeurs de la gestion durable des forêts au XXIᵉ siècle est de comprendre comment le changement climatique pourrait amplifier la propagation des espèces invasives qui menacent la biodiversité indigène et les services écosystémiques.
À mesure que les climats tempérés connaissent des épisodes de plus en plus fréquents de chaleur extrême et de sécheresse, les capacités compétitives relatives des espèces natives et invasives, en lien avec leur tolérance au stress, devraient jouer un rôle important dans la formation de nouveaux assemblages forestiers.
De nouvelles théories en écologie fonctionnelle des plantes, fondées sur les compromis entre croissance et tolérance au stress, pourraient fournir un cadre prédictif pour comprendre les interactions entre invasions biologiques et changement climatique. Cependant, leur pertinence pour les invasions biologiques reste encore largement non testée dans le contexte des extrêmes climatiques attendus.
Chez les arbres, une avancée récente dans la compréhension des compromis croissance–stress repose sur la disponibilité de mesures à haute résolution de la croissance secondaire. Grâce à l’utilisation de dendromètres ponctuels automatisés, il est désormais possible de montrer que les conditions favorables à la croissance des arbres par division cellulaire nécessitent la cooccurrence d’une hydratation suffisante (pression de turgescence) et de températures suffisamment élevées pour permettre la division mitotique.
Ainsi, la capacité de croissance en conditions naturelles pourrait dépendre autant de mécanismes d’évitement du stress au cours du cycle journalier (par exemple le contrôle stomatique ou la profondeur du système racinaire) que de traits généralement associés à une forte capacité de croissance en conditions contrôlées (comme le taux maximal de photosynthèse).
Les données de variation radiale des tiges mesurées à résolution micrométrique permettent d’analyser la croissance à des échelles temporelles très fines (heures ou minutes) afin d’identifier des seuils environnementaux critiques.
Comme ces mesures permettent également de suivre la contraction des tiges liée à la perte de turgescence, elles offrent un lien mécanistique entre disponibilité en eau et division cellulaire, qui peut être relié à des mesures complémentaires telles que :
1. le potentiel hydrique foliaire
2. les comportements stomatiques
Ce projet de thèse utilisera des placettes forestières existantes afin de suivre en temps réel la croissance et les réponses au stress chez des arbres indigènes et invasifs. Il testera l’hypothèse selon laquelle les espèces invasives seraient moins contraintes par certains stress environnementaux (sécheresse, chaleur, froid) qui limitent la compétitivité des espèces natives.
Les seuils de croissance dépendant de l’humidité et de la température, identifiés pour chaque espèce, seront ensuite intégrés dans des modèles de distribution des espèces informés par la physiologie, afin de prédire comment les changements climatiques attendus pourraient modifier la convenance climatique des espèces d’arbres natives et invasives à l’échelle européenne.
Les objectifs spécifiques de ce projet de thèse sont :
3. Estimer les seuils de croissance (division cellulaire) liés à la température et à l’humidité chez les arbres indigènes et invasifs, à l’aide de dendromètres ponctuels automatisés et de capteurs de microclimat.
4. Utiliser des mesures complémentaires d’échanges gazeux pour modéliser comment les contraintes de croissance influencent la dynamique photosynthétique à l’échelle foliaire chez les différentes espèces.
5. Prédire, à l’aide de modèles de distribution des espèces informés par la physiologie, comment le changement climatique pourrait modifier les dynamiques compétitives et les distributions spatiales des arbres indigènes et invasifs.
Environnement de recherche
Le projet sera mené au sein de l’unité de recherche EDYSAN (Écologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés, UMR 7058 CNRS–UPJV), à l’Université de Picardie Jules Verne à Amiens.
Les mesures de terrain seront réalisées dans des réseaux existants de suivi forestier en France, notamment dans le réseau RENECOR géré par l’Office National des Forêts (ONF).
Le projet combinera :
6. des mesures de terrain
7. de la modélisation statistique
8. un encadrement scientifique assuré par les chercheurs d’EDYSAN
Par ailleurs, l’étudiant(e) pourra également participer au développement de nouveaux capteurs de microclimat, avec l’appui du personnel technique d’EDYSAN.
Le ou la doctorant(e) évoluera dans un environnement de recherche international et interdisciplinaire, à l’interface entre :
9. l’écophysiologie végétale
10. la microclimatologie forestière
11. l’écologie des invasions
12. la modélisation de la distribution des espèces
Approche méthodologique
Le ou la doctorant(e) exploitera des réseaux existants de placettes forestières comprenant des espèces d’arbres natives et invasives en Europe tempérée, avec un focus particulier sur la région Hauts-de-France.
Dans chaque placette, certains arbres sélectionnés seront équipés de dendromètres ponctuels, permettant une analyse à haute résolution :
13. de l’utilisation de l’eau
14. de la croissance cellulaire
Des capteurs de microclimat mesureront :
15. l’humidité du sol
16. la température de l’air
17. l’humidité atmosphérique
Ces mesures seront combinées avec des suivis répétés de :
18. potentiel hydrique foliaire
19. conductance stomatique
20. taux de photosynthèse
afin d’établir des courbes de tolérance de croissance pour chaque espèce face aux contraintes de chaleur, sécheresse et froid.
Le ou la doctorant(e) intégrera les données de dendrométrie, de climat et de physiologie dans des modèles mécanistespermettant de relier les signaux dendrométriques :
21. au gain de carbone
22. aux réponses d’utilisation de l’eau
Enfin, une dernière étape consistera à utiliser des modèles de distribution des espèces afin de prédire l’impact du changement climatique sur les résultats démographiques (croissance, survie) des espèces d’arbres natives et invasives étudiées.
En cliquant sur "JE DÉPOSE MON CV", vous acceptez nos CGU et déclarez avoir pris connaissance de la politique de protection des données du site jobijoba.com.