Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Effets des changements climatiques sur lévolution des stocks de carbone.

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1 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Effets des changements climatiques sur lévolution des stocks de carbone organique des sols forestiers DESBOURDES Lola, FEBVRE Vinciane, JAVAUX Benjamin, THAUVIN Grégoire. Séminaire forêts et changements climatiques

2 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/092 Introduction Changement climatique : T, CO 2, P Zones détude : boréale, tempérée, méditerranéenne Le sol dans le cycle du Carbone Introduction

3 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/093 Introduction

4 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/094 Les mécanismes contrôlant le stock de COS –Température –CO 2 –Précipitations –Bilan Résultats de modèles Introduction PLAN

5 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/095 Décomposition T => activité des microorganismes (Fissore et al, 2008) dégel de pergélisols (Rodionov et al, 2007) Les mécanismes contrôlant le stock de COS Température Apports T => productivité (Reichstein, 2007) effet sur les communautés végétales (Saleska et al, 1999) décomposition > apports (latitudes froides) Température Décomposition Température Production primaire Les mécanismes contrôlant le stock de COS

6 Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/096 Les mécanismes contrôlant le stock de COS CO 2 Apports CO 2 => productivité (Pendall et al, 2004 ; Reichstein, 2007 ; Lukac et al, 2008) Décomposition CO 2 => décomposition (Pendall et al, 2004) CO 2 Production primaire Les mécanismes contrôlant le stock de COS

7 Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/097 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Eau et précipitations Apports P => productivité (Reichstein, 2007) effet sur les communautés végétales (Mc Guire et al, 1995) Décomposition si déficit hydrique => décomposition (sauf tourbières) (Kurz-Besson et al, 2006 ; Reichstein, 2007) Quantité deau Production primaire Quantité deau Décomposition des P, mais fortes incertitudes et variabilités spatiales Les mécanismes contrôlant le stock de COS

8 Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/098 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Bilan effets T et CO 2 semblables autres facteurs : azote, évènements extraordinaires, type de sol importance des interactions entre facteurs COS = apports - décomposition Les mécanismes contrôlant le stock de COS

9 Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/099 Résultats de modèles modèle statistique vs modèle fonctionnel principe étude du cycle entier ou dune étape seulement, d un nombre variable de facteurs Résultats de modèles

10 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/0910 Résultats de modèles difficultés de synthèse, mais... Résultats de modèles

11 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/0911 Résultats de modèles Globalement : décomposition et productivité végétale augmentent Tendances : Cas particulier des sols engorgés (tourbières) (Reichstein, 2007) Résultats de modèles

12 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/0912 CONCLUSION Difficultés pour appréhender les interactions entre facteurs Modélisation : bon outil localement, mais difficultés de synthèse Incertitudes inhérentes au changement climatique Importance des Pergélisols Conclusion

13 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/0913 Bibliographie –Aussenac G., Bonneau M., Landmann G., Troy J.-P. Evolution des sols et changements globaux : deux enjeux majeurs pour la durabilité des écosystèmes forestiers. Revue Forestière Française. 1996. Numéro spécial, p. 75-88. –Callesen, I., Liski J., Raulund-Rasmussen K., Olsson M. T., Tau-Strand L., Vesterdal L. et coll. Soil carbon stores in Nordic well-drained forest soils - relationships with climate and texture class. Global Change Biology. 2003, Vol.9, N° 3, p. 358-370. –Cao M., Woodward F. I. Dynamic responses of terrestial ecosystem carbon cycling to global climate change. Nature. 1998. Vol.393, p.249-252. –Fissore C., Giardina C. P., Kolka R. K., Trettin C. C., King G. M., Jurgensen M. F., Barton C. D., McDowell S. Douglas. Temperature and vegetation effects on soil organic carbon quality along a forested mean annual temperature gradient in North America. Global Change Biology. 2008. Vol.14, p.193-205. –Grant, R. F., Nalder I. A.. Climate change effects on net carbon exchange of a boreal aspen-hazelnut forest: estimates from the ecosystem model. Global Change Biology. 2000. Vol.6, N°2, p.183-200. –Kurz-Besson C., Coûteaux M.M., Berg B., Remacle J., Ribeiro C., Romanyà J., Thiéry J.M. A climate response function explaining most of the forest floor needle mass and the needle decomposition in pine forests across Europe. Plant and Soil. 2006. Vol.285, N°1/2, p.97-114. –Loustau D., Dewar R., Granier A., Nys C. La phase biosphérique forestière du cycle biogéochimique du carbone : ce que nous savons, ce que nous ignorons. Dans Stockage du carbone dans la biosphère continentale, Comptes rendus de l'académie d'agriculture de France. 2002. Vol.5. N°88, p.41-48. –Lukac M., Lagomarsino A., Moscatelli M. C., De Angelis P., Cotrufo M. F., Godbold D. L. Forest soil carbon cycle under elevated CO 2 – a case of increased throughput?. Forestry. 2008 (Forestry Advance Access published online on September 16, 2008). doi:10.1093/forestry/cpn041 –McGuire A.D., Melillo J.M., Kicklighter D.W., Joyce L.A. Equilibrium responses of soil carbon to climate change: empirical and process-based estimates. Journal of Biogeography. 1995. N° 22, p. 785-796. Effets des changements climatiques sur lévolution des stocks de carbone organique des sols forestiers

14 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Séminaire forêts et changements climatiques - 09/01/0914 Bibliographie –Mäkipää R., Karjalainen T., Pussinen A., Kellomäki S. Effects of climate change and nitrogen deposition on the carbon sequestration of a forest ecosystem in the boreal zone. Canadian Journal of Forest Research. 1999. N°29, p. 1490-1501. –Pendall E., Bridgham S., Hanson P. J., Hungate B., Kicklighter D. W., Johnson D. W., Law B. E., Luo Y., Megonigal J. P., Olsrud M., Ryan M. G., Wan S. Below-ground process responses to elevated CO 2 and temperature: a discussion of observations, measurement methods, and models. New Phytologist. 2004. Vol. 162, N° 2, p. 311-322. –Reichstein, M. 2007. Impacts of climate change on forest soil carbon: principles, factors, models, uncertainties. In : Forestry and climate change. Oxford : CABI Publishing, 2007. p.127-135. –Rodionov A., Flessa H., Grabe M., Kazansky O.A., Shibitova O., Guggenbergen G. Organic carbon and total nitrogen variability in permafrost-affected soils in a forest tundra ecotone. European Journal of Soil Science. 2007. Vol.58, N°6, p.1260-1272. –Sacks, W. J., Schimel D. S., Monson R. K.. Coupling between carbon cycling and climate in a high-elevation, subalpine forest: a model-data fusion analysis. Oecologia. 2007. Vol.151, N°1, p.54-68. –Saleska SR, Harte J, Torn MS. The effect of experimental ecosystem warming on CO 2 fluxes in a montane meadow. Global Change Biology. 1999. Vol.5, N°2, p.125-141. –Schlesinger W. H., Lichter J. Limited carbon storage in soil and litter of experimental forest plots under increased atmospheric CO 2. Nature. 2001. Vol.411, p.466-469. –Wickland K.P., Neff J.C. Decomposition of soil organic matter from boreal black spruce forest: environmental and chemical controls. Journal of Biogeochemistry. 2007. Vol.87, N°1, p.29-47. Effets des changements climatiques sur lévolution des stocks de carbone organique des sols forestiers

15 Les mécanismes contrôlant le stock de COS Résultats de modèlesIntroductionConclusion Les mécanismes contrôlant le stock de COS Les mécanismes contrôlant le stock de COS Effet de lazote Mäkipää et al, 1999