IMpacts des PRocessus mIcroclimatiques sur la redistributioN de la biodiversiTé forestière en contexte de réchauffement du macroclimat – IMPRINT

Afin de reconstruire la dynamique à long terme du microclimat forestier et donc l’intensité du réchauffement tel que ressentie par les organismes vivants au sein de ces écosystèmes, nous proposons d’utiliser de manière combinée : (i) des micro-capteurs de température et d’humidité afin de mesurer en continue le microclimat de surface ; (ii) des images 3D à très haute définition issues de la technologie LiDAR aéroportée ; et (iii) des données de suivi climatique à long terme issues d’un réseau national de postes météo permanents. Nous supposons que la prise en compte du microclimat sous-couvert forestier dans les modèles de niche va non seulement impliquer un décalage de la niche climatique des espèces vers des conditions plus fraiches par rapport à un modèle de niche basé sur le macroclimat mais également que cela favorisera un retard de réponse en contexte de réchauffement à cause du découplage entre température sous-couvert et hors-couvert (un réchauffement de 1°C hors-couvert implique un réchauffement moindre sous-couvert sur le même laps de temps). Pour tester ces hypothèses suggérant que les processus microclimatiques peuvent agir comme un frein dans la dynamique de redistribution du vivant, nous nous focaliserons sur les plantes vasculaires et les arthropodes des forêts tempérées feuillues, deux groupes taxonomiques jouant un rôle important sur le fonctionnement des cycles biogéochimiques et sur la provision de certains services écosystémiques.

Travaux en cours.

Les résultats du projet IMPRINT permettront notamment de proposer des stratégies de gestion forestière permettant d’agir sur le microclimat sous-couvert forestier et ainsi de limiter les effets néfastes du réchauffement climatique sur la biodiversité des forêts tempérées feuillues.

Lembrechts, Aalto, Ashcroft, De Frenne, Kopecký, Lenoir, Luoto et al. «SoilTemp: A global database of near-surface temperature« Global Change Biology 26, no. 11 (2020): 6616-6629. Lien HAL

Lenoir. «Rethinking climate context dependencies in biological terms« Proceedings of the National Academy of Sciences 117, no. 38 (2020): 23208-23210. Lien HAL

De Frenne, Lenoir, Luoto, Scheffers, Zellweger, Aalto, Ashcroft, Christiansen, Decocq, De Pauw, Govaert, Greiser, Gril, Hampe, Jucker, Klinges, Koelemeijer, Lembrechts, Marrec, Meeussen, Ogée, Tyystjärvi, Vangansbeke & Hylander «Forest microclimates and climate change: Importance, drivers and future research agenda« Global Change Biology 27, no. 11 (2021): 2279-2297. Lien HAL

Lembrechts, Lenoir, Scheffers & De Frenne. «Designing countrywide and regional microclimate networks« Global Ecology and Biogeography 30, no. 6 (2021): 1168-1174.

Maclean, Duffy, Haesen, Govaert, De Frenne, Vanneste, Lenoir, Lembrechts, Rhodes & Van Meerbeek. «On the measurement of microclimate« Methods in Ecology and Evolution 12, no. 8 (2021): 1397-1410. Open Access

Les modèles de niche, couramment utilisés pour prédire la redistribution du vivant en contexte de réchauffement climatique, sont habituellement calibrés sur les températures synoptiques (i.e. macroclimat) mais ignorent les températures ressenties (i.e. microclimat). Pourtant, le microclimat ressenti par de nombreux organismes peut être très différent du macroclimat régional, surtout au sein des écosystèmes forestiers dont la sylviculture peut servir de médiateur entre microclimat et macroclimat. Des progrès récents permettent aujourd’hui de spatialiser le microclimat à très fine résolution en combinant des mesures microclimatiques locales avec des variables environnementales issues de la télédétection 3D à haute définition (cf. technologie LiDAR). Néanmoins, cette spatialisation du microclimat reflète rarement la dynamique des fluctuations interannuelles à long terme du climat (échelle de la décennie) mais plutôt les variations météorologiques intra-annuelles (météo plutôt que climat), témoignant d’un manque de données sur le suivi microclimatique à long terme. Afin de lever ce verrou scientifique, nous proposons d’utiliser de manière combinée : (i) des micro-capteurs de température et d’humidité afin de mesurer en continue le microclimat de surface ; (ii) des images 3D à très haute définition issues de la technologie LiDAR aéroportée ; et (iii) des données de suivi climatique à long terme issues d’un réseau national de postes météo permanents. Le projet IMPRINT s’appuiera sur cette combinaison d’informations pour non seulement quantifier et modéliser les processus sous-jacent au microclimat sur de grandes étendues spatiales et à une résolution spatiotemporelle fine, mais aussi et surtout pour reconstruire les tendances d’évolution du microclimat sous-couvert forestier et donc l’intensité du réchauffement ressentie au sein de ces écosystèmes. L’objectif ultime du projet IMPRINT est d’utiliser cette reconstruction à long terme du microclimat sous-couvert forestier dans des modèles de niche afin de montrer comment le microclimat affecte les prédictions de redistribution de la biodiversité forestière en contexte de réchauffement et ce par rapport aux modèles de niche actuels basés sur le macroclimat. Nous supposons que la prise en compte du microclimat sous-couvert forestier dans les modèles de niche va non seulement impliquer un décalage de la niche climatique des espèces vers des conditions plus fraiches par rapport à un modèle de niche basé sur le macroclimat mais également que cela favorisera un retard de réponse en contexte de réchauffement à cause du découplage entre température sous-couvert et hors-couvert (un réchauffement de 1°C hors-couvert implique un réchauffement moindre sous-couvert sur le même laps de temps). Pour tester ces hypothèses suggérant que les processus microclimatiques peuvent agir comme un frein dans la dynamique de redistribution du vivant, nous nous focaliserons sur les plantes vasculaires et les arthropodes des forêts tempérées feuillues, deux groupes taxonomiques jouant un rôle important sur le fonctionnement des cycles biogéochimiques et sur la provision de certains services écosystémiques. La principale nouveauté de ce projet repose sur le fait que nous n’allons pas modéliser le microclimat directement comme c’est le cas actuellement mais plutôt indirectement en modélisant d’abord les processus qui relient le microclimat au macroclimat et en utilisant ensuite une fonction de transfert basée sur ces processus pour pouvoir reconstruire le microclimat passé à partir d’observations issues de postes météo permanents. Les résultats et retombés de ce projet ont la capacité de remettre en cause les prédictions actuelles des modèles de niche et de proposer des stratégies de gestion forestière permettant d’agir sur le microclimat sous-couvert forestier et ainsi de limiter les effets néfastes du réchauffement climatique sur la biodiversité des forêts tempérées feuillues.