Titre du stage : * Estimer la sensibilité et l’adaptation des forêts françaises au changement climatique via un couplage de modèles mécanistes

Responsable de stage : * Xavier Morin
Co-encadrants : Isabelle Chuine (CEFE Montpellier), Nicolas Martin (URFM Avignon)
Téléphone : *0467613289
Courriel : *xavier.morin@cefe.cnrs.fr
Laboratoire / Unité d’accueil : *UME CEFE 5175

Contexte général du sujet et Problématique : *
Ce stage s’inscrit dans un projet de recherche qui vise à estimer la sensibilité et l’adaptation des forêts françaises au changement climatique. En effet, alors que les forêts sont très impactées par le changement climatique, elles sont aussi au cœur des politiques publiques pour atténuer le changement climatique du fait de leur rôle de puits de carbone. Un vif débat existe donc sur les mesures d’adaptation à promouvoir, alors qu’il y a gros manque de connaissances objectives pour évaluer quel rôle les forêts peuvent jouer pour atteindre l’objectif de neutralité carbone pour 2050 tout en assurant un maximum de contributions aux populations humaines (production de bois, produits forestiers non ligneux, énergie renouvelable, biodiversité, eau potable, paysage, loisirs,…) qui en dépendent. Ce stage consistera à développer une approche de modélisation basée sur les processus, afin d’aboutir à un outil permettant de tester à la fois la sensibilité au changement climatique des forêts françaises, et leur capacité de puits de carbone. En particulier, il s’agira de tester l’hypothèse d’assurance écologique conférée par la diversité (taxonomique, fonctionnelle, structurelle) sur la résistance et la résilience des peuplements forestiers, et sur leur fonction de puits de carbone.
Au niveau méthodologique, ce stage vise à accroître la robustesse des prédictions, grâce à une approche de modélisation originale combinant trois modèles orientés-processus, chacun décrivant finement une partie du système. Plus précisément, il s’agira de donc de coupler ces trois modèles complémentaires : le modèle de répartition PHENOFIT, le modèle de stress hydrique SurEAU et le modèle de dynamique forestière ForCEEPS. Ce couplage inter-échelles sera ensuite testé contre des données long-terme sur la composition des communautés forestières et leur fonctionnement à l’échelle nationale et pour des sites-pilotes. Puis des simulations ciblées seront réalisées pour tester l’hypothèse générale du stage.

Déroulement du stage
Le stage se déroulera en interactions avec les trois encadrants, chacun responsable d’un modèle. Des objectifs intermédiaires vis-à-vis du couplage seront fixés, et des réunions hebdomadaires se tiendront pour discuter de l’avancement du travail et l’orienter. Le couplage se fera de façon emboitée, ce qui signifie que l’ambition des résultats pourra être ajustée facilement selon le déroulé. Le stagiaire interagira au quotidien avec des étudiant en thèse et des étudiants en master travaillant également avec ces modèles.
Enfin le stage s’inscrit dans le projet ANR FISSA (PRC 2021-2025), et bénéficiera des interactions multiples au sein du projet.

Méthodes, techniques, outils à utiliser : *
Une expérience en modélisation est un plus, ainsi que des connaissances de base en Java.

Mots-clés (5 max) *Forêt, Biodiversité, Changement climatique, Fonctionnement, Modélisation

Référence(s) en lien avec le sujet :
Chuine I, Beaubien EG (2001). Phenology is a major determinant of tree species range. Ecology Letters 4, 500-510.
McDowell, N. G., Allen, C. D., Anderson-Teixeira, K., Aukema, B. H., Bond-Lamberty, B., Chini, L., & al. (2020). Pervasive shifts in forest dynamics in a changing world. Science 368,
Martin-StPaul N et al. Modelling live fuel moisture content at leaf and canopy scale under extreme drought using a lumped plant hydraulic model. Preprint. www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.03.127167v1.
Morin X et al. (2021) Beyond forest succession: a gap model to study ecosystem functioning and tree community composition under climate change. Functional Ecology. 35, 955-975.
Taccoen A et al. (2019) Background mortality drivers of European tree species: climate change matters. Proc. of Roy. Soc. B 286, 20190386.

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