Impact des sécheresses sur les forêts européennes

European forest responses to drought

• Auteur / Autrice : Sylvain Faller
• Direction : Matthias Cuntz
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie et écologie des forêts et des agrosystèmes
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2024
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SILVA
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : FORESTREE

Mots clés

Mots clés libres

Forêts

Cycles biogéochimiques

Sécheresses

Evènements extrêmes

Forests

Biogeochemical cycles

Droughts

Extreme events

Résumé

Les forêts sont menacées par l'augmentation des épisodes de sécheresse et des vagues de chaleur. Ces stress augmentent la demande d'évaporation et réduisent la disponibilité de l'eau dans le sol, ce qui entraîne une diminution de l'assimilation du carbone et une augmentation de la mortalité des arbres. Les modèles actuels de surface continentale, intégrés dans les modèles du système terrestre, représentent mal les réponses des forêts aux sécheresses, ce qui entraîne une grande dispersion des réponses entre les modèles pour estimer l'avenir des forêts et leur capacité de puits de carbone. Ce projet de thèse vise à relever deux défis majeurs de la modélisation des impacts de la sécheresse sur les forêts : 1. explorer la capacité des arbres à atteindre les sources d'eau profondes dans les sols et 2. réexaminer les effets du stress hydrique sur les différentes composantes de la végétation dans les modèles. Le doctorat évaluera la sensibilité du fonctionnement et de la vulnérabilité des forêts dans les conditions climatiques futures. Le modèle de surface terrestre ISBA-CTRIP sera évalué aux échelles locales et régionales en utilisant divers ensembles de données d'observation et de télédétection. La thèse, intégrée au projet TAW-Tree, impliquera une collaboration étroite avec d'autres chercheurs du projet, fournissant des observations et comparant la sensibilité du modèle à diverses estimations de l'eau totale disponible (TAW) aux échelles locales et régionales. ISBA-CTRIP utilise une fonction simple pour relier le déficit d'humidité du sol aux flux de carbone et d'eau. Ce doctorat vise à explorer et à mettre en oeuvre des approches basées sur les processus d'absorption de l'eau par les racines, ainsi que les impacts de la sécheresse sur les flux de carbone et d'eau en utilisant, par exemple, une architecture hydraulique explicite des arbres. L'objectif est d'améliorer le modèle ISBA-CTRIP pour une description plus précise des impacts de la sécheresse sur les forêts européennes.

Climate change is threatening forests through increasing drought events and heat waves. These stresses increase evaporative demand and reduce soil water availability, leading to decreased carbon assimilation and higher tree mortality. Current land surface models, embedded within Earth system models, poorly capture forest responses to drought, resulting in a large spread of responses between models to estimate the future of forests and their carbon sink capacity. This PhD project aims to address two key challenges of modelling drought impacts on forests: 1. exploring trees' ability to reach deep water sources in soils and 2. revisit the effects that water stress has on different parts of the vegetation in land surface models. The PhD will assess the sensitivity of forest functioning and vulnerability under future climate conditions. The ISBA-CTRIP land surface model will be evaluated at local and regional scales using various observational and remote sensing datasets. The PhD is part of the ANR project TAW-Tree and will involve close collaboration with other researchers of the project, providing observations and comparing model sensitivity to various estimates of Total Available Water (TAW) at local and regional scales. ISBA-CTRIP uses a simple function to link soil moisture deficit with carbon and water fluxes. This PHD aims at exploring and implementing process-based approaches of root water uptake, as well as drought impacts on carbon and water fluxes using, for example, an explicit hydraulic architecture of trees. The goal is to enhance the ISBA-CTRIP model for a more accurate description of drought impacts on European forests.