Dynamiques non-linéaires des écosystèmes lacustres : des chroniques paléolimnologiques aux scénarios de changements globaux

Nonlinear dynamics of lake ecosystems: using paleolimnology and climate scenarios

• Auteur / Autrice : Tifenn Primet
• Direction : Victor Frossard, Jean-Philippe Jenny, Orlane Anneville
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biodiversité, écologie, environnement
• Date : Inscription en doctorat le 02/10/2023
• Etablissement(s) : Chambéry
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Ingénierie Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CARRTEL - Centre Alpin de Recherche sur les réseaux Trophiques et les Ecosystèmes Limniques

Mots clés

Mots clés libres

Empirical dynamic modeling

Changement climatique

Séries temporelles

Écosystèmes lacustres

Biodiversité

Oxygène dissous

Empirical dynamic modeling

Climate change

Time series

Lake ecosystems

Biodiversity

Dissolve oxygen

Résumé

Le projet EDM_PALEO propose d'utiliser les informations conservées dans les archives sédimentaires lacustres afin de reconstituer la dynamique à long-terme (200-1000 ans) de l'état écologique des écosystèmes lacustres et d'identifier l'impact des forçages anthropiques locaux (e.g. émission de nutriments) et globaux (climat) sur leurs dynamiques par le biais de modélisation dynamique empirique (EDM). L'EDM se base sur la reconstruction d'espaces de phase (attracteurs) en lien avec les théories des systèmes dynamiques et permet de contourner les contraintes liées aux approches déterministes basées sur des équations mécanistes. Deux indicateurs clés caractérisant l'état écologique des écosystèmes lacustres seront considérés (i.e. oxygène profond et phytoplancton) et confrontés aux dynamiques climatiques et d'eutrophisation afin d'établir des schémas de causalité et de quantifier la variabilité temporelle des interactions indicateur-forçage. Des scénarios de changements de forçages anthropiques seront établis pour évaluer la vulnérabilité écologique des lacs aux changements environnementaux futurs. Les investigations seront déployées au niveau national et international pour bénéficier de différentes échelles spatiales et temporelles d'analyses.

The EDM_PALEO project aims at reconstructing the long-term trajectories (200-1000 years) of lake ecological states (conditions?) using sediment archives to decipher the respective influence of local (nutrients) and global (climate) anthropogenic forcings on their dynamics using empirical dynamic modeling (EDM). EDM is based on state space reconstructions in connection with dynamical system theories and enables to overcome constraints related to mechanistic equation-based approaches. Two key indicators characterizing the lake ecological states will be considered (deep oxygen and phytoplankton) and confronted to climatic and eutrophication dynamics in order to establish causality patterns and quantify the temporal variability indicator-forcing interactions. Scenarios of global changes will be established to assess the ecological vulnerability of the lakes to future environmental changes. The investigations will be deployed at the national and international level to benefit from different spatial and temporal scales of analysis.