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PROPOSITION DE SUJET DE STAGE 2024
Niveau Master 2
Université de Lorraine
Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux
(LIEC – CNRS UMR 7360)
Equipe « Ecologie du Stress » (ECOSE)
Pour postuler :
Envoyer un CV et une lettre de motivation avant le 5 février 2024 à Philippe Usseglio-Polatera, Université de Lorraine, Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC ; CNRS UMR 7360)
email : philippe.usseglio-polatera@univ-lorraine.fr
Titre du sujet : Facteurs de sélection des traits bio/écologiques au sein des communautés de macroinvertébrés benthiques, dans les cours d’eau réunionnais.
Contexte et objectifs :
L’évaluation de la qualité écologique des masses d’eau est un sujet majeur de la politique environnementale européenne depuis la mise en place de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE ; European Council, 2000). Dans ce contexte, les méthodes nationales de bioévaluation de l’état de santé des cours d’eau ont été adaptées pour répondre de manière plus efficace aux pressions anthropiques impactant les biocénoses aquatiques et assurer une efficacité de diagnostic homogène quelles que soient la nature et l’intensité de ces pressions. En métropole, la méthode normalisée basée sur le compartiment « invertébrés benthiques » actuellement utilisée en routine dans les réseaux de mesures est l’Indice Invertébrés Multi-Métrique (I2M2). La DCE s’appliquant aux départements ultramarins (DOM), les méthodes de bioévaluation prévues pour les masses d’eau de ces territoires ont également été mises en conformité avec la DCE.
La plupart des indices actuels (basés sur les invertébrés) sont multi-métriques ; c’est-à-dire qu’ils prennent en compte dans l’évaluation de l’état écologique plusieurs caractéristiques (taxonomiques ou fonctionnelles) complémentaires de l’élément de qualité biologique (EQB) sur lequel ils ont été construits, pour assurer une efficacité maximale de discrimination des points de prélèvement selon l’intensité des pressions qu’ils subissent.
L’Indice Réunion Macroinvertébrés (IRM) est un indice multimétrique qui a été construit sur ce principe, à partir d’un jeu de données acquis sur la période 2008-2011. Il intègre huit métriques décrivant (i) les contraintes hydrauliques (densité des taxons limnophiles, des taxons rhéophiles, et des taxons ubiquistes), (ii) le comportement ou le régime alimentaire des macroinvertébrés (densité des filtreurs avec filet et des généralistes), et (iii) la richesse taxonomique (totale, en taxons limnophiles, en taxons à respiration tégumentaire). Après plusieurs années d’utilisation, l’IRM semble cependant avoir des difficultés à évaluer correctement le niveau de pression anthropique sur certains sites. Afin d’améliorer son pouvoir de discrimination actuel (projet 2023-2025), une révision de l’IRM a été initiée par l’Office de l’Eau à la Réunion, et soutenue par l’Office Français de la Biodiversité (OFB).
Cette révision pourra bénéficier :
(i) – d’un plus large jeu de données (e.g. suivi écologique sur la période 2012-2023),
(ii) – d’une meilleure description des pressions : notamment les pressions (i) de nature hydrologique de type prélèvement ou transfert d’eau, (ii) liées à l’occupation de l’espace à différentes échelles d’observation ou (iii) liées aux contaminations par les micropolluants,
(iii) – de l’intégration d’un plus grand nombre de métriques biologiques ou écologiques au pool de métriques candidates à l’intégration dans l’indice final.
L’objectif du stage proposé s’inscrit principalement dans ce troisième volet. Même si l’IRM agrège déjà un certain nombre de métriques fonctionnelles, de nombreuses caractéristiques bio/écologiques des macroinvertébrés benthiques n’ont pas été prises en compte lors de la construction de cet indice, faute d’informations disponibles suffisantes lors de sa construction. L’étudiant.e retenu.e poursuivra le travail de construction de la base de données bio/écologiques sur les principaux taxons de macroinvertébrés benthiques des cours d’eau réunionnais en rassemblant l’information nouvellement publiée dans la littérature scientifique sur le sujet et en confortant l’information déjà utilisée. L’approche « traits biologiques » s’est en effet fortement développée sur le continent africain, ces dix dernières années. Il (elle) étudiera également les réponses des métriques fonctionnelles (basées sur les traits) rendues calculables par cette base de données mise-à-jour, qui, pour certaines, ont déjà montré en métropole tout leur intérêt dans le diagnostic écologique des cours d’eau (e.g. Mondy et al. 2012, Mondy & Usseglio-Polatera, 2013).
Il s’agira donc :
(i) de réaliser une analyse bibliographique exhaustive des informations biologiques et écologiques disponibles dans la littérature, sur la liste de taxons établie pour les cours d’eau de la Réunion, en utilisant les différentes sources d’informations disponibles (articles scientifiques sélectionnés via le Web of Science, sites internationaux de recueil d’information biologique sur les invertébrés, rapports d’étude, etc), afin de renseigner/compléter au mieux le tableau qui synthétisera les informations sur les caractéristiques bio/écologiques des invertébrés réunionnais ;
(ii) de calculer ensuite un ensemble de métriques basées sur les traits, à l’échelle de la « communauté », sur un large jeu de données taxonomiques acquises sur le compartiment « invertébrés benthiques » dans les cours d’eau de la Réunion, avec un protocole d’échantillonnage standardisé,
(iii) de confronter l’évolution de ces métriques aux gradients de pressions anthropiques de différentes natures (chimiques, hydrologiques, hydromorphologiques), sur un pool de stations suivies depuis plusieurs années sur les cours d’eau réunionnais.
Compétences demandées :
Le (la) candidat(e) retenu(e) devra :
• être motivé(e) par la perspective de travailler sur la mise au point d’un nouvel outil de diagnostic écologique,
• être capable de travailler avec une certaine autonomie,
• être apte au travail collaboratif,
• avoir des connaissances générales en écologie,
• maîtriser le principe de la recherche bibliographique sur le Web of Science à l’aide de combinaisons de mots-clés (ou d’équations),
• être motivé(e) par l’analyse de données et la perspective de réaliser quelques analyses statistiques (descriptives et inférentielles).
Période de stage : 6 mois (début du stage à définir entre le 15 février et le 15 mars 2024).
Références citées : (voir plus bas, version anglaise)
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English version
MASTER INTERNSHIP PROPOSAL 2024
MASTER 2 level
University of Lorraine
Interdisciplinary Laboratory for Continental Environments
(LIEC – CNRS UMR 7360)
Team « Stress Ecology » (Metz, France)
How to apply?
Send a CV and covering letter before 5 February 2024 to Philippe Usseglio-Polatera, Université de Lorraine, Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC ; CNRS UMR 7360)
email : philippe.usseglio-polatera@univ-lorraine.fr
Title: Drivers of the bio-ecological characteristics of benthic macroinvertebrate communities in rivers of the Reunion island (France).
Context & objectives:
Assessing the ecological quality of water bodies has been a major issue in European environmental policy since the introduction of the Water Framework Directive (WFD; European Council, 2000). In this framework, national methods for river health assessment have been adapted to respond more effectively to the anthropogenic pressures impacting aquatic biocenoses, and to ensure consistent diagnostic effectiveness regardless of the nature and intensity of these pressures. In mainland France, the standardised method based on the « benthic invertebrate » compartment currently used routinely in measurement networks is the Multi-Metric Invertebrate Index (I2M2). As the WFD applies to the French overseas departments (DOM), the bioassessment methods provided for water bodies in these territories (e.g. the Reunion island) have also been brought into line with the WFD.
Most of the current indices (based on invertebrates) are multi-metric; in other words, they take into account several complementary characteristics (taxonomic or functional) of the biological quality element (BQE) on which they have been constructed, in order to ensure maximum efficiency in discriminating sampling points according to the intensity of the pressures they are subject to.
The Macroinvertebrate Reunion Index (IRM) is a multimetric index built on this principle, based on a dataset achieved over the period 2008-2011. It incorporates eight metrics describing (i) hydraulic constraints (density of limnophilic taxa, rheophilic taxa and ubiquitous taxa), (ii) macroinvertebrate feeding habits (density of filter feeders with nets and generalists), and (iii) taxonomic richness (total, limnophilic taxa, tegument-breathing taxa). However, after several years of use, the IRM seems to have difficulty in correctly assessing the level of anthropogenic pressure at certain sites. In order to improve its current discriminatory power (2023-2025 project), a revision of the IRM has been initiated by the « Office de l’Eau de la Réunion », with the support of the « Office Français de la Biodiversité » (OFB).
This revision could benefit from :
1 – a larger data set (e.g. invertebrate-based monitoring over the period 2012-2023),
2 – a better description of the pressures: in particular pressures (i) of a hydrological nature such as water abstraction or transfer, (ii) linked to land use at different observation scales or (iii) linked to contamination by micropollutants,
3 – the integration of a greater number of biological or ecological metrics into the pool of metrics that are candidates for integration into the final index.
The aim of the proposed internship falls mainly within this third area. Although the IRM already aggregates a certain number of functional metrics, many bio/ecological characteristics of benthic macroinvertebrates were not taken into account when constructing this index, due to a lack of sufficient bio/ecological information available at the time. The selected Master student will continue the work of building the bio/ecological database on the main taxa of benthic macroinvertebrates in Reunion’s rivers by gathering information newly published in the scientific literature on the subject and by consolidating the information already used.
The ‘biological traits’ approach has developed strongly on the African continent over the last ten years. He/she will also study the responses of the functional metrics (based on traits) that can be calculated using this updated database, some of which have already demonstrated their value in the ecological diagnosis of watercourses in mainland France (e.g. Mondy et al. 2012, Mondy & Usseglio-Polatera, 2013).
This will involve
(i) to carry out an exhaustive bibliographical analysis of the biological and ecological information available in the literature on the list of taxa established for Réunion’s watercourses, using the various sources of information available (scientific articles selected via the Web of Science, international sites collecting biological information on invertebrates, study reports, etc), in order to fill in/complete as fully as possible the table which will summarise the information on the bio/ecological characteristics of Réunion’s invertebrates;
(ii) to then calculate a set of metrics based on traits, at the « community » level, on a large set of taxonomic data acquired on the « benthic invertebrate » compartment in Réunion’s rivers, using a standardised sampling protocol,
(iii) to compare changes in these metrics with gradients in anthropogenic pressures of various categories (chemical, hydrological, hydromorphological), on a pool of stations that have been monitored for several years in Réunion’s rivers.
Skills required :
The successful candidate must :
– be motivated by working on the development of a new ecological diagnostic tool,
– be capable of working independently,
– be able to communicate/work easily with other colleagues/students,
– have good background in ecology,
– master the principle of bibliographical research on the Web of Science using combinations of keywords (or equations),
– be motivated by data analysis.
Internship period : 6 mois (stating between 15th February and 15th March 2024).
Cited references:
Mondy C.P., Villeneuve B., Archaimbault V. & Usseglio-Polatera P. (2012) A new macroinvertebrate-based multimetric index (I2M2) to evaluate ecological quality of French wadeable streams fulfilling the WFD demands: A taxonomical and trait approach. Ecological Indicators, 18, 452–467.
Mondy C.P. & Usseglio-Polatera P. 2013. Using conditional tree forests and life history traits to assess specific risks of stream degradation under multiple pressure scenario. Science of the Total Environment, 461-462, 750-760.
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