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Impacts du changement climatique sur les bilans de carbone et de gaz àeffet de serre de la prairie permanente en lien avec la diversitéfonctionnelle.

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Academic year: 2021

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(1)

HAL Id: hal-02751061

https://hal.inrae.fr/hal-02751061

Submitted on 3 Jun 2020

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Impacts du changement climatique sur les bilans de carbone et de gaz àeffet de serre de la prairie permanente en lien avec la diversitéfonctionnelle.

Amélie Cantarel, Jean-François Soussana, Juliette Bloor

To cite this version:

Amélie Cantarel, Jean-François Soussana, Juliette Bloor. Impacts du changement climatique sur les bilans de carbone et de gaz àeffet de serre de la prairie permanente en lien avec la diversitéfonctionnelle..

Séminaire des Doctorants INRA, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA). FRA., Oct 2008, Dinard, France. 18 p. �hal-02751061�

(2)

Impacts du changement climatique sur les bilans de carbone et de gaz à effet de serre de la prairie

permanente en lien avec la diversité fonctionnelle.

Equipe Inra : UREP Clermont-Ferrand

Directeur de Thèse : Jean-François Soussana Co-encadrant : Juliette Bloor

Thèse 1ère Année (Nov 2007 - 2010)

(3)

Contexte Pourquoi étudier le changement climatique

[CO2]

[CH4]

[N2O]

Température (+3,4°C)

Décalage vers le printemps et l’automne de la croissance végétale, réduction la productivité primaire estivale, modification de la diversité végétale

Sécheresse

Chute de la productivité primaire, déstockage de carbone, conséquences sur biodiversité

CO

2

atmosphérique

Accroissement de la productivité primaire aérienne, réduction des pertes en eau, et changements de la structure des

(4)

Contexte : effets directs et indirects Changement climatique

Changement environnemental : Température, Pluviométrie, CO2

Traits fonctionnels Structure et diversité de

la communauté végétale Fonctionnement

de l’écosystème

Disponibilité des ressources

Cadre conceptuel (Lavorel et Garnier 2002) Effet direct

Rétroaction Effet indirect

(5)

Projet de thèse

“ Impacts du changement climatique sur les bilans de carbone et de gaz à effet de serre de la prairie permanente

en lien avec la diversité fonctionnelle. ” Objectif principal

Objectif principal

Comment les effets directs et indirects d’un scénario de changement climatique agissent sur l’écosystème prairial et notamment sur les flux de gaz à effet de serre (CO

2

, N

2

O et CH

4

) échangés avec l’atmosphère?

Volet 1 : Les gaz à effet de serre traces (N

2

O et CH

4

)

Volet 2 : Les gaz à effet de serre (CO ) et bilan de carbone

(6)

Effets directs et indirects

Traits des plantes

Activités microbiennes (sol) Effet du changement

climatique

(CO2, Temp, H20)

Ressources du sol

Production de la communauté

Direct Indirect

Indirect

Gaz

Emissions Absorptions

Flux nets (N2O, CH4)

Adapté de Lavorel and Garnier, 2002

(7)

Projet de thèse (Volet 1)

Quels sont les effets d’un changement climatique (T°C, CO

2

, secheresse estivale) sur la structure et les flux de gaz à effet de serre de la communauté?

Y a t’il des modifications des flux au cours de l’année?

Quel est le rôle et l’impact des facteurs abiotiques et biotiques sur les flux?

Est-ce que le changement climatique a des effets

indirects sur les flux viales traits de la communautés?

(8)

Le dispositif expérimental

Temperature + 3.5 °C

Summer drought -20%

CO2 increase + 200ppm ([CO2] = 600ppm) CLERMONT-FERRAND (350m)

C Control THEIX (850m)

T

Temperature

TD

Temperature + Drought

TDCO2 Temperature

+ Drought + Elevated CO2

Effet du changement climatique du scénario A2 sur le Massif-Central à l’horizon 2050 (5 réplications des traitements climatiques)

(9)

Le dispositif expérimental

(10)

- Mesures de microclimat (sol, air)

- Deux types de chambres (15cm et 40cm) - Mesures avec des chambres statiques (flux fermés)

- Analyseur photoacoustique (INNOVA)

Mesures des flux de gaz trace

(11)

Variabilité intra-annuelle des flux de N

2

O en 2007

(12)

Variabilité intra-annuelle des flux de CH

4

en 2007

(13)

Effet des traitements climatiques sur les flux de N

2

O et CH

4

Pas d’effet significatif sur les flux nets de N

2

O

Kruskal-Wallis ns(a) Kruskal-Wallis p< 0.0001 (b)

a

b b

b

(14)

Variabilité intra-annuelle

Flux de N

2

O, CH

4

varient entre les saisons.

Émissions de N

2

O, CH

4

entre hiver et printemps.

Absorptions CH

4

entre printemps et été.

Événements d’émissions de N2O (a), de CH4 (b), et des événements d’absorption de CH4 (c).

(a)Kruskal-Wallis P<0.0001 (b) Kruskal-Wallis P<0.0001 (c) Kruskal-Wallis P<0.001

b b

a a

b b b

a b

b b

a

(15)

Régressions non paramétriques (Proc GAM à l’aide du logiciel SAS).

****

****

**

nd * AT

ns ns

ns ns

SWC nd

CH4 U

ns ****

*

ns **

AT

ns ns

ns

*** ns

SWC CH4 E

****

****

****

ns ****

AT

ns ns

ns ns

SWC ns

N2O E

All treatments TDCO2

TD T

C Variable

Flux

Relation entre les flux et les facteurs abiotiques

corrélation significative (positive) avec la température

pas d’effet significatif de la teneur en eau du sol

(16)

Relation entre les flux et les traits de la végétation

0.89 0.02

Biomass

**

35.67 0.04

3.45 Climate

CH4

0.005 11.03

Biomass

**

38.05 0.27

1.41 Climate

N2O

p-model

P F

Factor Flux

0.89 0.02

Biomass

**

35.67 0.04

3.45 Climate

CH4

0.005 11.03

Biomass

**

38.05 0.27

1.41 Climate

N2O

p-model

P F

Factor Flux

Effet positif de la biomasse sur les flux de N

2

O.

Pas d’effet indirect de la biomasse sur les flux net de CH

4

production de biomasse avec température

Effet indirect de la température sur les flux de N

2

O via la

biomasse

Biomass (m²)

50 100 150 200 250

300Anova p=0.02

b b a b

(17)

Relation entre les flux et les traits de la végétation

Flux CH

4

corrélation négative avec SLA (Specific Leaf Aera) et surface foliaire du couvert (Leaf Area).

Flux N

2

O corrélation négative avec LCC (Leaf Carbon Content).

-0.54 0.31

Leaf Area

-0.14 -0.39

LCC

0.21 -0.14

LNC

-0.53 -0.13

SLA

CH4 N2O

-0.54 0.31

Leaf Area

-0.14 -0.39

LCC

0.21 -0.14

LNC

-0.53 -0.13

SLA

CH4 N2O

Coefficients de corrélation (Spearman)

(18)

Conclusions préliminaires et perspectives

Les résultats préliminaires montrent que les gaz traces (N

2

O et CH

4

) évoluent sous l’effet de facteurs :

abiotiques (traitements climatiques, teneur en eau du sol) biotiques (caractéristiques de la végétation)

Via des mécanismes directs ou indirects Perspectives :

Impacts et importance du facteur biotique microbien (mesures des activités microbiennes potentielles de nos sols)?

Possibilité de quantifier les effets directs et indirects (importance de chacun par la méthode de Sudding)?

Couplage avec les flux de CO

2

pour un bilan total des gaz à

(19)

Merci de votre attention!

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