Stage de M2 (ou équivalent) de 6 Mois dans l’UMR CNRS 7058 « Ecologie et Dynamiques des Systèmes Anthropisés »

Contexte de l’étude.- Toute espèce possède une aire géographique de répartition naturelle (= aire d’indigénat). Dans cette aire règnent des conditions macroclimatiques particulières (températures moyennes et extrêmes, total et répartition des précipitations, etc.). L’ensemble intégré de ces conditions bioclimatiques définit la « niche climatique réalisée » de l’espèce. L’acclimatation d’une espèce dans une région d’où elle était auparavant absente (= aire exotique d’introduction) implique qu’elle y retrouve au moins une partie de sa niche climatique réalisée.
Le Plan national Forest Bois (PNFB) et ses déclinaisons régionales (PRFB) prévoient d’adapter la forêt française aux changements climatiques. L’une des stratégies est l’introduction d’espèces d’arbre adaptées à des climats plus chauds et secs. Des listes régionales d’espèces éligibles à subvention ont été établies par arrêté préfectoral dans chaque région de France métropolitaine. Sur les 129 espèces d’arbre listées (hors hybrides, clones de peupliers et arbustes d’accompagnement), 67 (52 %) sont exotiques pour la France, la plupart venant d’autres continents.
Objectifs de l’étude.- Vérifier que les 67 espèces exotiques préconisées pour adapter la forêt française aux changements climatiques puissent effectivement retrouver leur niche climatique réalisée en France, actuellement et selon les prévisions du GIEC à l’horizon 2100.
Pour les espèces retrouvant leur niche climatique réalisée en France, vérifier si les conditions édaphiques de la zone d’indigénat existent également dans l’aire de répartition potentielle (suivant la niche climatique) et analyser quelques éléments clés des interactions biotiques connues pour les 67 espèces exotiques.
Méthode.- Dans un premier temps, une cartographie de l’aire d’indigénat de chaque espèce (d’après bases de données disponibles, notamment GBIF : https://www.gbif.org/fr/) sera dressée. Un ensemble de 19 variables bioclimatiques sera extrait (i) pour chaque pixel de 1 km2 au sein de l’aire d’indigénat à partir de la base de données CHELSA (https://chelsa-climate.org) et (ii) pour chaque pixel de 1 km2 de la France métropolitaine. Pour la France, ces variables seront extraites d’une part pour la climatologie (cf. moyennes trentenaires) la plus récente qui soit disponible (1981-2010) et d’autre part pour les 2 climatologies futures (2041-2070 et 2071-2100) suivant trois des cinq scénarios socio-économiques de référence (cf. SSP pour Shared Socioeconomic Pathways) proposés dans le dernier rapport du GIEC : SSP 1-2.6 (scénario de développement durable) ; SSP 3-7.0 (scénario de rivalités régionales) ; et SSP 5-8.5 (développement basé sur les énergies fossiles). Pour l’aire d’indigénat, seules les conditions bioclimatiques de la climatologie la plus récente (1981-2010) seront extraites.
Une analyse en composantes principales (ACP) de la matrice globale [N pixels géographiques de 1 km2 × 19 variables bioclimatiques] sera conduite pour chacune des 67 espèces, chacune des 3 climatologies et chacun des 3 scénarios pour les 2 climatologies futures, soit 476 ACP au total, avec à chaque fois l’information d’appartenance du pixel à une aire géographique (France vs. aire d’indigénat). Pour chaque espèce, seules les conditions bioclimatiques des pixels de la France changent avec les 3 scénarios du GIEC pour les 2 climatologies futures tandis que les conditions bioclimatiques dans l’aire d’indigénat restent celles de la climatologie la plus récente. Pour chacune des 476 ACP, l’intersection entre les deux ensembles (France vs. aire d’indigénat) représente donc la part de la niche climatique réalisée actuelle de l’espèce qui se retrouve ou se retrouvera (suivant le scénario futur) en France. Les pixels « France » de l’intersection seront ensuite projetés sur une carte de France pour chaque espèce à chacune des 3 périodes climatologiques étudiées (1981-2010, 2041-2070, 2071-2100) et ce pour les trois scénarios du GIEC concernant les 2 climatologies futures.
L’analyse des cartes individuelles permettra de vérifier si la niche climatique réalisée existe ou pas ; quand elle existe, si elle va perdurer ou si elle est amenée à disparaître dès 2041-2070 ou 2071-2100 ; quand elle n’existe pas, si elle est amenée à exister en 2041-2070 ou 2071-2100.

Références conseillées pour la méthode :
Wasof S, Lenoir J, Aarrestad Pa, Alsos IG, Armbruster WS, Austrheim G, Bakkestuen V, Birks HJB, Bråthen KA, Broennimann O, Brunet J, Bruun HH, Dahlberg CJ, Diekmann M, Dullinger S, Dynesius M, Ejrnaes R, Gégout JC, Graae BJ, Grytnes JA, Guisan A, Hylander K, Jonsdottir IS, Kapfer J, Klanderud K, Luoto M, Milbau A, Moora M, Nygaard B, Odland A, Pauli H, Ravolainen V, Reinhardt S, Sandvik SM, Høistad Schei F, Speed JDM, Svenning JC, Thuiller W, Tveraabak LU, Vandvik V, Velle LG, Virtanen R, Vittoz P, Willner W, Wohlgemuth T, Zimmermann NE, Zobel M, Decocq G. 2015. Disjunct populations of European vascular plant species keep the same climatic niches. Global Ecology and Biogeography 24: 1401–1412.
Kambach S, Lenoir J, Decocq G, Welk E, Seidler G, Dullinger S, Gégout JC, Guisan A, Pauli H, Svenning JC, Vittoz P, Willner W, Wohlgemuth T, Zimmermann N, Bruelheide H. 2019. Of niches and distributions: range size increases with niche breadth both globally and regionally but regional estimates poorly relate to global estimates. Ecography 42 : 467–477.

Début du stage : janvier à février 2022 Durée : 6 mois

Candidature : Envoyer lettre de motivation + CV à :
guillaume.decocq@u-picardie.fr
jonathan.lenoir@u-picardie.fr

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