CE01 - Terre fluide et solide

Dynamique globale de l'erosion des sols et des exports de carbone vers les milieux aquatiques à l'anthropocène: Rétro-observation à partir d'archives sédimentaires lacsutres – C-ARCHIVES

Dynamique de l'érosion et des transferts de carbone à l'Anthropocene

Recours aux archives sédimentaires lacustres et à la modélisation pour estimer l'érosion et les export de carbone passés

Enjeux et Objectifs

L'objectif global de C-ARCHIVES est de faire progresser notre compréhension de la dynamique à long terme de l'érosion des sols et des exports de carbone (C) des terres vers les eaux intérieures. Plus précisément, les recherches entreprises se concentrent dans ce projet sur 1) la reconstitution de la variabilité de l'érosion des sols en Europe et dans le monde à l'aide des enregistrements de sédiments lacustres et l'identification des principaux moteurs de changement au cours des 300 dernières années, 2) la quantification des exports latéraux de C particulaire et dissous érodés des soles vers les systèmes aquatiques, et 3) identifier les typologies de sites d'érosion des sols et d'exportation de C sur la base des réponses des bassins versants aux pressions anthropiques et climatiques. Le projet sera soutenu par une base de données biogéochimiques d'enregistrements de sédiments quasi annuels de 420 lacs du monde en vue de présenter une image claire de l'altération du cycle du C à l'échelle du bassin versant du lac et à l'échelle mondiale au cours de l'Anthropocène. Les approches couplées modèles et recours aux sédiments lacustres sont appliquées pour différentier les impacts humains et climatiques (c'est-à-dire l'utilisation des terres, la gestion des rivières, le régime des précipitations) sur les transferts de C pour les 300 dernières années et les futurs scénarios climatiques du GIEC.

C-ARCHIVES se concentre sur les transferts de carbone organique (OC) car il s'agit du premier et du plus important flux latéral de C rejeté dans les eaux intérieures à l'échelle mondiale (5). La stratégie méthodologique proposée pour ce projet se caractérise par une forte intégration des concepts sur l'érosion des sols et la dynamique des sédiments, à l'échelle décennale et centennale, avec l'inclusion de nouvelles estimations des transferts de C dans les bassins versants des lacs basées sur des approches empiriques et modélisées. Dans C-ARCHIVES, les efforts se concentreront sur : 1) 420 archives de sédiments de lacs qui seront utilisées pour effectuer une évaluation basée sur les données des transferts de sol et de C, pour analyser les facteurs environnementaux au cours des 300 dernières années et pour valider nos approches modèles avant d'être exporté dans le monde ; 2) des données issues du parc de barrages EDF français qui serviront à calibrer un modèle d'érosion semi-empirique ; et 3) un sous-ensemble de 3-4 archives sédimentaires parmi les 420 lacs faisant partie des lacs périalpins bien suivis (c.f. Observatoire SOERE OLA géré par le CARRTEL si-ola.inra.fr/si_lacs/login. jsf). Ces 3-4 sites seront utilisés pour mettre en place et tester notre stratégie de modèles et nos proxys, et pour anticiper les développements futurs avec les biologistes du CARRTEL afin d'étudier les réponses en aval des conditions du lac aux flux de C modifiés. (coordination - niveau laboratoire). Dans l'ensemble, les régions très contrastées de l'enquête à l'échelle mondiale (c'est-à-dire tempérées, boréales, tropicales) et les degrés d'anthropisation contrastés (c'est-à-dire degré d'urbanisation, terres cultivées, surface en herbe…) permettront de représenter les effets du contexte climatique, du changement climatique et des activités humaines sur les transferts de C à long terme le long du LOAC.

En cours

NA

En cours

L'accélération de l'érosion des sols modifie les exports latéraux de carbone (C) le long du continuum terre-océan qu'il convient de prendre en compte pour boucler le budget global du C. La quantification du rôle de l'érosion dans le cycle global du C en est encore à ses débuts, en particulier en ce qui concerne sa dynamique à l'échelle pluri-centennale. Or, les données d'observation ne couvrent que les dernières décennies, ce qui limite notre compréhension de la dynamique de l'érosion au cours des derniers siècles. Pour remédier à cette lacune, je propose d’estimer la dynamique des exports globaux de C en développant des modèles semi-empiriques de l’érosion, contraint pour les derniers 300 ans par les données paleo climatiques et polliniques. Cette approche de modélisation sera complétée par une meta-analyse reposant sur une base de données paleolimnologique globale développée par le PI, pour comprendre la variabilité spatiale et temporelle de l'érosion durant l'Anthropocene.

Coordination du projet

Jean-Philippe Jenny (Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques des Ecosystèmes limniques)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CARRTEL Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques des Ecosystèmes limniques

Aide de l'ANR 253 018 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2020 - 48 Mois

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