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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�
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)
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
2atmosphérique
Accroissement de la productivité primaire aérienne, réduction des pertes en eau, et changements de la structure des
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
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
2O et CH
4) échangés avec l’atmosphère?
Volet 1 : Les gaz à effet de serre traces (N
2O et CH
4)
Volet 2 : Les gaz à effet de serre (CO ) et bilan de carbone
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
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?
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)
Le dispositif expérimental
- 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
Variabilité intra-annuelle des flux de N
2O en 2007
Variabilité intra-annuelle des flux de CH
4en 2007
Effet des traitements climatiques sur les flux de N
2O et CH
4Pas d’effet significatif sur les flux nets de N
2O
Kruskal-Wallis ns(a) Kruskal-Wallis p< 0.0001 (b)
a
b b
b
Variabilité intra-annuelle
Flux de N
2O, CH
4varient entre les saisons.
Émissions de N
2O, CH
4entre hiver et printemps.
Absorptions CH
4entre 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
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
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 r²
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 r²
P F
Factor Flux
Effet positif de la biomasse sur les flux de N
2O.
Pas d’effet indirect de la biomasse sur les flux net de CH
4production de biomasse avec température
Effet indirect de la température sur les flux de N
2O via la
biomasse
Biomass (m²)
50 100 150 200 250
300Anova p=0.02
b b a b
Relation entre les flux et les traits de la végétation
Flux CH
4corrélation négative avec SLA (Specific Leaf Aera) et surface foliaire du couvert (Leaf Area).
Flux N
2O 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)