Benjamin Andrieux obtient une bourse de terrain 2022 de la SFE2

Soumis par Alain-Herve Le Gall le jeu 16/06/2022 - 09:20
SFE2 : Société Française d'Ecologie et Evolution

[Source : SFE2]

 

Benjamin Andrieux, en post-doc CNRS à ECOBIO depuis 2020, est lauréat d'une bourse terrain 2022 de la SFE2 sur la problématique des dynamiques du sol et de la végétation dans les écosystèmes de landes face aux pressions environnementales.

 

Recruté à ECOBIO dans le cadre d'un SAD européen attribué par la Région Bretagne (projet "LAND" co-porté par Françoise Binet, Christian Damgaard et Jesper Bak),  Benjamin est en charge du pilotage et de la coordination du projet « Landman », un projet interdisciplinaire financé par la MITI (Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires) du CNRS (Action Changement Climatique 2020). A noter que le projet Landman a été soutenu par l'OSUR via le financement d'un stage de master 2 (Hortense Chedeville) à l’interface entre la géographie et l’écologie, dans le cadre de l'Appel d'Offre interne blanc 2021. Ce stage a été co-encadré par ECOBIO (Françoise Binet, Benjamin Andrieux) et le LETG-Rennes (Thomas Houet).

L'objectif de Benjamin est de consolider une collaboration européenne (notamment avec l'Université d'Aarhus, Danemark), visant à comprendre l’impact des pressions environnementales sur les habitats landicoles, afin de mieux anticiper l’évolution future des communautés végétales face aux changements globaux. Ces connaissances sont un pré-requis pour proposer des solutions visant la conservation des habitats landicoles – catégorisés prioritaires à l’échelle européenne au titre de la directive « Habitats » (directive 92/43/CEE du Conseil, 1992).

Le soutien de la SFE² - via la bourse 2022 - va permettre d'organiser à l'automne 2022 une campagne de terrain au Danemark, sur le site expérimental des landes de Lild strand, lequel intègre des traitements similaires à ceux appliqués sur nos sites en Bretagne. Les deux sites présentent des similitudes, mais les moyens analytiques sont complémentaires : Benjamin interagit avec ses homologues danois et apportera une expertise sur le fonctionnement des sols.

 

Le contexte scientifique

Les landes sont des écosystèmes semi-naturels distribués largement en Europe, formant des paysages emblématiques, mais aussi des types d’écosystèmes parmi les plus menacés du vieux continent. La surface qu’elles occupent a été drastiquement réduite de 80 % au cours du 20ème siècle en Europe. Par exemple, les écosystèmes de landes occupaient 976000 hectares de la région Bretagne en 1850, contre 40000 hectares aujourd’hui, soit une diminution de 75.6 % (Fig. 1).

 

Benjamin-ANdrieux_bourse-SFE2-2022-fig1

Figure 1    Exemple de la régression des habitats landicoles au cours du temps dans le massif de Paimpont (forêt de Brocéliande) entre 1952 (en haut à gauche) et 2019 (en bas à droite). Les landes, en violet, s’étendaient sur près de 6500 ha en 1952, contre 1870 ha en 2019. Cette régression est principalement le résultat des programmes de plantations en résineux. Le milieu s’ouvre occasionnellement suite aux incendies provoqués par la grande sécheresse de l’année 1976, au profit des landes. La forêt, en vert, occupait 58 % du territoire en 1952, contre 86 % aujourd’hui. Sources : données internes (1952 – 1981) ; Conservatoire Botanique National de Brest (2019).

 

Les landes forment des habitats oligotrophes (i.e., pauvres en nutriments) menacés par les activités humaines qui affectent la structure des communautés végétales, les fonctions de l’écosystème et la biodiversité. Il apparaît donc aujourd’hui nécessaire de déterminer les causes de ces altérations, ainsi que de quantifier les dysfonctionnements dans les processus écosystémiques, afin d’atténuer les nouvelles trajectoires associées aux landes dans le contexte des changements globaux.

La région Bretagne est la première région agricole de France où l’utilisation massive d’intrants agricoles génère une pollution généralisée de l’environnement, entre autres responsable de l’eutrophisation des écosystèmes. D’autre part, les scénarios climatiques indiquent des stress hydriques marqués à l’échelle régionale à des horizons moyen-termes. Or, les effets d’interaction entre dépôts atmosphériques d’azote et sécheresse, deux facteurs majeurs des changements globaux, sont peu connus.

Dans les landes, les dépôts atmosphériques d’azote altèrent la dynamique de croissance et la compétition végétale, et un changement subséquent parmi les espèces dominantes peut altérer durablement les fonctions de l’écosystème. Ainsi, des modèles prédictifs développés au Royaume-Uni et aux Pays-Bas montrent que l’élévation de la concentration atmosphérique en azote peut mener au remplacement graduel des éricacées, arbustes typiques et spécialisés des écosystèmes de lande, par des espèces graminées. Des changements de végétation ont aussi été reliés aux pratiques de gestion et aux conditions environnementales qui interagissent avec les changements atmosphériques. Cependant, la pression d’eutrophisation sur les écosystèmes semi-naturels qu’exercent les dépôts atmosphériques d’azote sont encore rarement évalués, et les conséquences pour la résilience et la conservation de la biodiversité doivent être quantifiées et prédites.
Benjamin étudie les dynamiques du sol et de la végétation dans les écosystèmes de landes. Plus précisément, il essaie de comprendre les effets combinés de la sécheresse et des dépôts atmosphériques d'azote sur le fonctionnement de l’écosystème et les dynamiques de la biodiversité. Le projet vise spécifiquement à dégager des indicateurs précoces du changement d’état de l’écosystème.

Les expériences in natura menées par les chercheurs de l’OSUR permettront, à terme, d’intégrer la complexité et le réalisme écologique du système sol-plantes, et les mécanismes impliqués dans les dynamiques de la matière organique du sol et de la végétation en réponse à un apport chronique d’azote associé aux autres pressions environnementales.


Quelles sont les expérimentations menées en Bretagne ?

Plusieurs dispositifs sont mis en œuvre par les chercheurs de l’OSUR.

Les chercheurs d'ECOBIO (Benjamin Andrieux, Vincent Jung, Simon Collet et Françoise Binet) ont mis en place un dispositif expérimental permettant de tester les impacts combinés de la sécheresse et des dépôts atmosphériques d’azote – deux facteurs majeurs des changements globaux – sur les dynamiques sol-plantes dans 3 sites implantés en Ille-et-Vilaine (site ENS 35 - Vallée du Canut, "base avion" de la station expérimentale de Monterfil, Station biologique de Paimpont). Cette expérience, inédite à l’échelle nationale dans ce type d’habitat, a débuté en mai 2021. Un suivi sur le long terme (8 à 10 ans) est programmé, incluant : composition de la végétation et des micro-organismes du sol ; nutrition végétale ; activités enzymatiques dans les sols ; paramètres physico-chimiques du sol.

D’autre part, l’équipe de l’OSUR (Benjamin Andrieux, Vincent Jung, Simon Collet, Françoise Binet et Thomas Houet) teste le potentiel de l’imagerie drone pour déterminer le statut de conservation de l’habitat landicole avec des procédures semi-automatiques. A ce titre, des survols des landes de la Vallée du Canut ont été réalisés à différentes saisons et en utilisant deux capteurs : multispectral et photogrammétrique. Les données (consultables dans IndiGéo) sont traitées avec un algorithme d’apprentissage automatique pour réaliser une classification supervisée de la végétation. Les modèles développés permettront un suivi temporel de la végétation, au travers de l’évolution (i) de la distribution spatiale de la végétation à haute résolution (i.e., 10 cm ; Fig. 2) ; (ii) d’un indice synthétique de conservation de l’habitat. Ces outils devraient aider les gestionnaires dans leurs prises de décisions pour aménager et maintenir l’habitat.

 

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Figure 2    Imagerie drone RGB (en haut) produite à la Vallée du Canut (Lassy, 35), et prédiction des classes de végétation (en bas) par le modèle de random forest.

 

Ce projet bénéficie du soutien technique de la plateforme "Drone Terrain Télédétection" (D2T) de l'OSUR portée par l'Université Rennes 2 (sous la direction de Thomas Houet).

Ci-dessous la vidéo du survol du site expérimental de la vallée du Canut (Espace Naturel Départemental 35 de la Vallée du Canut) où l'on peut distinguer les « abris semi ajourés » permettant de simuler expérimentalement une diminution de la pluviosité (NB : la rivière Canut est dissimulée sous le cordon de végétation arborée à gauche dans les images)

A noter également que les données drones issues du projet sont intégrées à la base de données IndiGéo (INfrastructure scientifique de Données et d'Informations GEOspatialisées sur l'environnement).

 

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