PRévision de l’Evolution de la BIOdiversité des sols de montagne et de ses fonctions face au réchauffement CLIMatique (PREBIOCLIM)

Action n° 2 des conventions DEB-Irstea 2019 & DEB-INRAE 2020/2021
Axe thématique : Biodiversité forestière, impact de la gestion et du changement climatique

Contextes et enjeux :

Préservation de la biodiversité, atténuation et adaptation au changement climatique sont des enjeux indissociables, comme le souligne le récent Plan biodiversité. Le défi du climat ne pourra pas être relevé sans l’appui des écosystèmes, mais le réchauffement climatique menace aussi la biodiversité aérienne et souterraine, qui est primordiale pour assurer le fonctionnement des écosystèmes d’intérêt, comme les écosystèmes montagnards, particulièrement menacés par le changement climatique.

Cependant, nous en savons encore peu sur les vitesses de réaction au réchauffement des différentes composantes des écosystèmes montagnards gérés comme les pâturages de montagne. C’est particulièrement le cas pour le compartiment sol, pour lequel la dynamique de la biodiversité et des fonctions écosystémiques qui lui sont associées n’est prise en compte, à notre connaissance, dans aucun outil fiable de prévision et de gestion.

Le Plan biodiversité accorde ainsi une place prioritaire aux recherches sur la biodiversité des sols (action 50). Par ailleurs, le développement d’outils de diagnostics d’état des sols permettant une « gestion pertinente, au bénéfice de la biodiversité, de la qualité des productions et de l’environnement » est également au coeur du Plan Biodiversité (action 51).

Objectifs du projet :

Le projet PREBIOCLIM propose d’établir et de tester à partir d’essais expérimentaux existants un nouveau modèle de simulation dynamique de la biodiversité et des fonctions du sol dans un contexte de réchauffement climatique : FATE-HD-SOIL. Le modèle sera utilisé pour évaluer les conséquences sur la biodiversité aérienne et souterraine des options de gestion alternatives dans les prairies alpines françaises soumises au réchauffement climatique.

Le modèle FATE-HD-SOIL présentera un grand potentiel pour soutenir le développement d’un diagnostic d’état des sols prairiaux de montagne, en offrant une perspective dynamique sur les interactions entre les conditions du sol, la biodiversité et la gestion, dans un contexte de réchauffement climatique.

Démarche :

1. PREBIOCLIM ajoutera un nouveau module « biodiversité et fonctions du sol » au modèle de dynamique de la végétation FATE-HD (Boulangeat et al., 2014).
2. L’évaluation du nouveau modèle FATE-HD-SOIL sera réalisée sur des résultats obtenus sur des sites expérimentaux de la Zone Atelier Alpes (http://www.za-alpes.org/) simulant in situ le réchauffement climatique sur des pâturages de montagne. Elle s’appuiera sur des techniques avancées de caractérisation moléculaire de la biodiversité du sol, ainsi que des fonctions du sol notamment concernant la fonction de séquestration de carbone organique dans les sols.
3. Le modèle FATE-HD-SOIL sera ensuite utilisé pour simuler les effets à moyen et long terme de différents scénarios de gestion des prairies alpines (pratiques pastorales) sur les communautés végétales ainsi que la biodiversité du sol et les fonctions écosystémiques du sol. Les scénarios de gestion seront co-construits avec le dispositif multi-acteurs « Alpages sentinelles » de la Zone Atelier Alpes (http://www.za-alpes.org/Alpages-Sentinelles).

Équipe impliquée :

LESSEM : Björn REINEKING, Isabelle BOULAGEAT et Sébastien DE DANIELI

ECODIV : Lauric CECILLON

Partenaires :

• Tamara MUNKEMULLER (CNRS-LECA, Grenoble), responsable du programme « Alpages Volants » de transplantation altitudinale de sols, qui servira à calibrer et valider le modèle FATE-HD-SOIL
• Maya GUEGUEN (CNRS-LECA, Grenoble), en charge du développement du modèle FATE-HD
• Dispositif multi-acteurs « Alpages Sentinelles » de la Zone Atelier Alpes (piloté par le centre INRAE de Grenoble depuis 10 ans ; http://www.zaalpes.org/projets-en-cours/sentinelles-des-alpes/alpages-sentinelles/).

La base de données de pratiques pastorales de ce dispositif, ainsi que ses différents acteurs seront mobilisés pour co-onstruire des scénarios pertinents de gestion alternative des pâturages d’altitude sous contrainte climatique pour le volet 2 du projet (simulations de différents scénarios de gestion)

Bibliographie :

Boulangeat I, Georges D, Thuiller W (2014) FATE-HD: A spatially and temporally explicit integrated model for predicting vegetation structure and diversity at regional scale. Global Change Biology 20, 2368–2378.