Le chantier Ecosystèmes et hydrosystèmes méditerranéen de garrigues.

© CNRS Photothèque/CDREAM/CEFE
La forte amplitude des changements climatiques attendus pour la région méditerranéenne (intensité et durée des périodes de stress, fréquence des sécheresses extrêmes) en fait un des principaux « hot-spot » de changement climatique identifié par les climatologues.

Trois caractéristiques fondamentales des changements climatiques en cours (l’augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique, l’augmentation de la température et les modifications des précipitations) affectent très directement le fonctionnement de la végétation et en conséquence modifient les échanges de matière (eau, carbone, azote) et d’énergie à l’interface biosphère-atmosphère en altérant les flux de matière au sein de la zone critique. Ces modifications vont se répercuter directement sur les termes des bilans hydrologiques des bassins versants et sur les apports aux écosystèmes côtiers à l’échelle régionale. Outre ces impacts directs, les changements climatiques couplés aux changements d’usage des terres vont modifier profondément le régime des perturbations, principalement les incendies.

Le SO « Mesures de flux et fonctionnement des écosystèmes forestiers méditerranéens » basé sur le site de Puéchabon mesure depuis plusieurs années ces flux de matière et d’énergie (TGIR ICOS, Réseau Fluxnet) et leurs modifications. Il mesure également à travers une approche expérimentale à long terme in natura les conséquences sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes. Plus récemment, ce site est devenu un point central des réseaux forestiers expérimentaux (réseau SEMAFOR SICMED, MISTRALS) qui a vocation à s’étendre à d’autres sites méditerranéens des rives nord et sud. Le site de Puéchabon accueille également plusieurs équipes françaises travaillant sur la biodiversité des sols (communautés bactériennes et fongiques, faune du sol), la structuration en cours devant déboucher rapidement sur la constitution formelle d’un réseau partageant des méthodologies d’observations normalisées.

Le site instrumenté de Puéchabon est intégré à deux réseaux méditerranéens : SEMAFOR réseau de Stations Expériementales Méditerranéennes FORestières et STEXMED réseau de Stations Expérimenales Méditeranéennes de terrain pour le suivi de la bio-diversité et du fonctionnement des écosystèmes face au changement global (Italie Maroc Liban Algérie), mais aussi un réseau européen : ExpeER Experimentation in Ecosystem Research et un réseau international : FLUXNET un «réseau de réseaux régionaux » (Amérique, Europe, Asie Océanie) coordonnant l'analyse régionale et mondiale des observations à partir de tours micrométéorologiques permettant de mesurer les échanges de dioxyde de carbone, de vapeur d'eau et d'énergie entre les écosystèmes terrestres et l'atmosphère.

Deux types d’interactions sont d’ores et déjà existants avec d’autres SO de l’OSU OREME, les unes correspondent à des échanges de données autorisant une meilleure interprétation des observations réalisées (SO phénologie), les autres sont basées sur des objectifs méthodologiques précis concernant la quantification des flux hydriques (SO Karst).

L'intégration pluridisciplinaire du Chantier Ecosystèmes Forestiers Méditerranéen doit se faire à travers plusieurs axes structurants :

  • Renforcer les partenariats avec la SNO du karst sur i) la quantification des flux d’évapotranspiration à l’interface végétation atmosphère (mesures haute fréquence de fluctuations turbulentes) et la modélisation des transferts d’eau dans la zone critique, ii) la circulation du carbone organique dissous et l’identification des communautés microbiologiques iii) la quantification des efflux de CO2 provenant de la dissolution du carbone minéral ; Développer en partenariat au sein de l’OSU OREME des méthodes novatrices de spatialisation des résultats qui permettent d’intégrer la très forte variabilité structurelle du sol (par ex. tomographie), et de la végétation (par ex. Lidar aéroporté) ;
  • Renforcer les dispositifs de mesure du site pour la quantification de nouveaux flux de matière comme l’ozone et les composés organiques volatiles et assurer le suivi au pas de temps long de stocks à évolution lente comme le carbone du sol ;
  • Prendre appui sur l’ensemble des dispositifs de manipulations d’écosystèmes pour fédérer une thématique transversale sur la réponse à long terme des communautés fongique et microbienne et sur les modifications du fonctionnement des sols forestiers méditerranéens en attirant une communauté large de chercheurs au niveau national et international ;
  • Développer des capteurs innovants (imagerie thermique) et de réseaux de capteurs via des étiquettes RFID (collaborations Labex Numev, IES Montpellier).

Pour le prochain quinquennal, une articulation avec le chantier littoral permettrait d’enrichir l’approche pluridisciplinaire autour de la quantification des ressources et de sa modification, et autour de la pertinence et de l’opérationnalité de la notion de services écosystémiques. Les objectifs scientifiques peuvent se résumer en quelques questions clés i) déterminer quels sont les flux géochimiques et les transferts d’eau, de sédiments et d’éléments clés entre les systèmes concernés ; ii) mieux comprendre le rôle du climat dans la régulation de ces échanges ; iii) estimer l’impact des apports terrestres sur l’écosystème marin côtier ; iv) prendre en compte l’environnement socio-économique, les modifications d’usage des terres sur les flux à l’échelle régionale et dans le continuum écosystèmes terrestres-écosystèmes littoraux.

L'enjeu est de contribuer à une vision partagée des modifications des écosystèmes méditerranéens dans le but de développer une écologie prédictive, au double sens d’explication ou d’anticipation. Cette volonté doit s’accompagner d’un effort conceptuel important de clarification des méthodes et concepts, fruit d’une réflexion partagée alliant sciences écologiques, sciences de l’univers et sciences sociales. Un point que nous ne saurions négliger ici concerne notre responsabilité particulière dans le transfert des connaissances aptes à alimenter les politiques publiques qu’exigent les enjeux environnementaux actuels et futurs.