Conservation en Europe pour le 20ème siècle – EC21C

Le groupe de travail ou est impliqué le CEFE est focalisé sur l'échelle locale (c’est-à-dire l'échelle à laquelle les c répondent aux drivers environnementaux) les écosystèmes et les impacts de la communauté du changement global en utilisant la modélisation basée sur les processus.
Nos travaux se déclineront selon deux lignes de recherche :
-i) Nous allons d'abord identifier les propriétés écologiques des différents écosystèmes forestiers européens, pour estimer leur la résilience à l'échelle locale. En plus des conditions abiotiques, les différences de niche inter-spécifiques jouent un rôle important dans la structuration des communautés. Par conséquent, les propriétés des communautés et des écosystèmes dépendent des caractéristiques écologiques des espèces qui les composent. Les modèles de succession forestière comme Forclim peuvent prédire avec précision la dynamique des forêts en se basant sur traits et niche des espèces, et sont donc un outil idéal pour étudier le lien entre les traits et les propriétés de la communauté / de l'écosystème. Pour englober l'Europe, nous allons ajouter 15 espèces méditerranéennes aux 30 espèces pour lesquelles le modèle est déjà calibré et validé (espèces ligneuses boréales, tempérées et de montagne). Pour ce faire, Forclim sera recalibré et validé dans des sites choisis avec différentes compositions d'espèces selon un gradient environnemental européen.
-ii) Deuxièmement, nous allons élaborer un cadre couplage SDMs et DVMs (en lien avec WP1 et 2) avec un modèle de succession forestière axée sur les processus. Ces trois modèles sont complémentaires en termes d'échelles spatiales et des processus écologiques considérés. Tout d'abord, DVM et SDM prédiront l’évolution le pool d’espèces de plantes ligneuses tout au long du 21e siècle, à l’échelle locale (1km). Forclim permettra ensuite de prédire la composition des communautés locales à travers le résultat de la compétition entre les espèces du pool local (1 km).

(i) Les changements dans la composition de traits dans les communautés menant à des points de basculement de la productivité de la forêt seront identifiés. Les drivers abiotiques des processus écologiques qui définissent ces points de basculement seront transférables, afin de faire des prévisions pour d'autres systèmes forestiers.

(ii) Le cadre de modélisation sera validé à l'échelle locale avec des mesures de terrain (composition actuelle de la communauté et productivité forestière associée), le long d'un gradient environnemental européen.

Des prévisions de changement de répartition à l'échelle européenne (GT2) sont destinées à être incorporées dans un projet en cours pour concevoir un plan de corridor pour la faune européenne. Ce plan de conception utilisera coûts estimés de restauration de l'habitat convenable, ou la protection de l'habitat existant, à travers l'Europe. La minimisation des coûts pour la conservation et des algorithmes d'optimisation seront utilisés pour identifier la solution la plus économiquement et écologiquement efficace. Enfin, ce projet utilisera des indicateurs comme des classes d'habitats et d'agrégation de ressources pour faire des prévisions explicites des rétroactions entre entre les espèces, communautés et processus écosystémiques. Cependant, nous espérons pouvoir faire progresser les connaissances pour développer une approche plus mécaniste de la modélisation des interactions biotiques entre espèces.

- Utiliser l'outil de modélisation développé et validé durant le projet pour explorer le lien entre diversité et productivité à plus large échelle, et valider sur davantage de sites.
- Incorporer des processus adaptatifs pour prendre en compte l’adaptation comme processus clé dans la réponses des arbres au changement climatique, et identifier les populations les plus fragiles et les plus susceptibles de s'adapter rapidement.

NA pour le moment

L'Europe est confrontée à une crise de la biodiversité provoquée par une conjonction de changements climatiques, d'utilisation des terres, de réassortiment des assemblages d'espèces et de dissociation des fonctions écologiques. Pour atténuer les effets de cette crise sur la biodiversité et les sociétés humaines, nous avons besoin d'une compréhension à l'échelle européenne des réactions des espèces aux changements globaux, combinée à une compréhension basée sur les processus des interactions entre les espèces, les communautés et les écosystèmes qui génèrent la dynamique de la biodiversité. Malheureusement, réunir ces connaissances dans un ensemble intégré de prévisions s'est révélé problématique.
Les modèles de répartition d’espèces (« species distribution models », SDM) sont les outils les plus puissants pour prédire les réponses des espèces aux changements globaux à travers l'Europe. Ces SDMs ont été largement étudiés et validés. Cependant leurs prévisions sont critiquées pour le traitement de l'insuffisance des mécanismes qui déterminent la façon dont les espèces seront affectées par le changement global : d’un côté la démographie, la dispersion et les interactions biotiques qui affectent une population, d'autre part les interactions entre les facteurs tels que le climat et l’utilisation des terres.
Les modèles dynamiques de la végétation (« Dynamic Vegetation models », DVMs) sont eux l'outil idéal pour modéliser les processus biogéochimiques et hydrologiques de la végétation. Contrairement aux SDMs, les DVMS modélisent explicitement la compétition et la croissance, et leurs interactions avec le climat et le changement d'utilisation des terres. Cependant, les DVMs n'ont pas la généralité de SDMs en ce sens qu'ils sont limités à quelques espèces pour lesquelles les traits biophysiologiques sont suffisamment connus, c’est-à-dire actuellement quelques arbres et arbustes européens. Les réponses des espèces aux changements globaux sont idiosyncrasiques, ce qui empêche les prévisions globales fondées sur la biodiversité en utilisant uniquement les DVMs. Ainsi, nous proposons d'utiliser DVMs et SDMs en tandem pour prévoir les trajectoires de la biodiversité européenne, ainsi que la résilience et les changements de services écosystémiques.
Le DVM utilisé servira à prévoir la dynamique de la végétation dans les conditions réelles à l'échelle du paysage, avec notamment des scénarios d’utilisation des terres, et à examiner les effets combinés de la dispersion des espèces et de la compétition. La résilience et les points de basculement (« tipping points ») dans les services écosystémiques seront analysés. Cela permettra pour la première fois d'avoir des trajectoires réalistes des services écosystémiques, à une échelle adaptée à la gestion des écosystèmes. Ces prévisions de végétation et d’utilisation des terres seront combinées avec la dispersion dans un modèle de changement de répartition, et ce pour un large éventail de taxons de l'UE. Cette aborde les principales critiques de SDM (ci-dessus). DVM et SDM seront également combinés pour prédire les effets du changement de fonctionnement des écosystèmes sur la biodiversité. En résumé, ce projet permettra de prévoir le couplage dynamique entre les espèces et les réponses des écosystèmes au changement climatiques et d’'utilisation des terres, et d'identifier les points de basculement ou de résilience tout au long du 21ème siècle.