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CHANGEMENT CLIMATIQUE ET AGRICULTURE :

COMPRENDRE, S’ADAPTER, INNOVER

En modélisant le fonctionnement de la forêt


Unité de Recherche Écologie des Forêts Méditerranéennes (URFM)

Activité : comprendre grâce à la simulation et l’expérimentation, les dynamiques des forêts méditerranéennes. L’URFM construit et anime des projets de recherche-développement dans le domaine de l’écologie des perturbations en prenant en compte l’évaluation des risques biotiques (insectes ravageurs, pollution et perte de diversité génétique) et abiotiques (sécheresse, incendie).


Afin de développer une écologie plus prédictive, l’URFM met en œuvre une approche de modélisation des processus physiques et biologiques, en s’appuyant sur la simulation numérique et l’expérimentation.


  1. Étude de la dynamique de l’utilisation de l’eau et du bilan de carbone dans les forêts mélangées, hétérogènes en composition et en structure.


  2. Une approche mécaniste de la dynamique adaptative des populations à différentes échelles spatiales, basée sur l’étude des processus (plasticité, migration et adaptation génétique) contribuant à l’adaptation des arbres forestiers aux variations climatiques.


  3. Une approche originale de l’écologie du feu fondée sur la simulation numérique de la propagation et des impacts du feu et la caractérisation du combustible forestier.


Les domaines d’application de nos recherches sont la gestion forestière et la conservation des ressources génétiques dans un contexte de changement climatique, ainsi que la prévention des incendies de forêt.


L’objectif : fournir des outils d’aide à la gestion durable des forêts mélangées dans un contexte de perturbations et de changement global.



Le rôle des insectes dans l’évolution des écosystèmes forestiers méditerranéens soumis aux changements globaux

L’impact écologique d’une invasion biologique peut être direct (parasitisme, prédation...) ou indirect (transmission de pathogènes, compétition...). Ces deux types d’impacts s’appliquent particulièrement bien aux insectes invasifs spécialistes des graines du genre Megastigmus (Hymenoptera : Torymidae) qui sont connus notamment pour interférer directement avec la reproduction de leurs hôtes en consommant massivement leurs graines.

Megastigmus pistaciae - © H. Dumas


Les stratégies de reproduction ont un rôle central dans la dynamique des populations animales. À travers une approche résolument pluridisciplinaire, les chercheurs de l’Inra ont étudié spécifiquement les rôles de la phylogénie, de l’écologie et de l’infection bactérienne dans l’évolution et l’expansion de la reproduction asexuée chez ces insectes phytophages. L’association entre la reproduction asexuée et une infection bactérienne dans le genre Megastigmus a été démontrée : Wolbachia est présent exclusivement chez les espèces de Megastigmus asexuées. Chez ces espèces, un traitement antibiotique aidant à l’élimination de Wolbachia a permis un retour au mode de reproduction sexué ancestral, confirmant l’implication de cette bactérie dans la reproduction asexuée chez Megastigmus. Cela suggère que des transferts horizontaux ont eu un rôle majeur dans la distribution des souches de Wolbachia dans le genre Megastigmus, sous l’influence de la spécialisation des insectes sur leurs plantes hôtes.


Dans le contexte actuel des modifications des aires de distribution d’espèces par les activités humaines (changement climatique, invasions biologiques), les chercheurs montrent que les chevauchements inédits de niches écologiques en résultant pourraient conduire à une évolution des stratégies de reproduction au sein des communautés d’insectes, avec un impact direct sur la dynamique de leurs populations.


Au-delà des sources végétales, les insectes représentent une nouvelle filière à explorer tant pour l’alimentation animale que pour l’alimentation humaine tout en tenant compte de l’acceptabilité sociale et culturelle et des contraintes environnementales, sanitaires et réglementaire.


L’UMR Ispa s’intéresse aux flux et cycles de matière (carbone, azote, phosphore, potassium, eau, particules, contaminants) et d’énergie dans les écosystèmes anthropisés forestiers et agricoles afin d’améliorer la gestion des ressources et la productivité végétale, en quantité et en qualité, en respectant l’environnement, dans un contexte de changement global.


Une partie des recherches de l’UMR Ispa se focalise sur la réponse des écosystèmes agricoles et forestiers aux changements climatiques et événements extrêmes (sécheresse, tempête), en étudiant les flux de carbone et d’eau et le fonctionnement des couverts végétaux. Les échelles spatiales d’analyse vont de l’infiniment petit (molécule), au global pour l’analyse des impacts. Pour cela, nos travaux s’appuient notamment sur des réseaux d’observations (Icos, Europhen) et des données satellitaires pour suivre la phénologie et les flux d’eau et de CO2 dans les couverts.


Changement climatique :

Le changement climatique affecte le monde et il est urgent d’en évaluer les impacts, en particulier dans le domaine agricole, tout en recherchant et en testant des pistes pour adapter les agro- et écosystèmes aux conditions futures. C’est ce à quoi contribue la recherche lorsqu’elle se demande par exemple si la diversité constitue une source d’adaptation des milieux naturels au changement climatique, notamment pour les forêts et les prairies. Les deux premières interventions de cette rencontre montreront comment porteurs d’enjeux et scientifiques cherchent à mieux connaître la diversité, à comprendre quelle est l’ampleur des changements qui peuvent l’affecter, mais aussi dans quelle mesure elle peut contribuer à la résilience et à la productivité de ces systèmes.


Outre des éléments de réponse à ces questions larges, quel soutien la recherche apporte-t-elle aux acteurs agricoles, dans le cadre de l’adaptation au changement climatique ? Comment imaginer des solutions et des services en appui à la gestion et à la décision agricole ? Les trois dernières présentations de cette rencontre se concentreront sur les services climatiques - ou services pour l’adaptation -, et sur les outils pour mieux réfléchir à l’amplitude des impacts et à l’efficacité de stratégies pour l’adaptation.


INRA - SIA 2015

 
CHAPITRE 3 - CLIMAT
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Bactérie Wolbachia

© Andreas Tille

Torymidae - © Martin Cooper

© Shutterstock

Insectes frits pour la consommation humaine vendus sur un stand de nourriture à Bangkok, Thaïlande.

© Takoradee

© Martin Olsson