HUMBOLDT
Le projet Humboldt vise à développer l'étude des interactions climat-biodiversité à travers trois aspects : la constitution d'un réseau scientifique; le renforcement de la recherche, et la création d'un service de scénarios climat-biodiversité.
Le premier volet vise à rassembler les scientifiques du GIS Climat Environnement Société travaillant dans les domaines de la biodiversité et du climat dans le but d'accroître la visibilité de leurs recherches et de déclencher des collaborations aux niveaux national et international.
Le second volet consiste à :
- utiliser les modèles existants pour tester les effets de la régionalisation et de la variabilité climatiques sur la biodiversité au 21ème siècle ;
- développer la représentation de la biodiversité dans les modèles régionaux et globaux pour mieux comprendre l'impact du changement climatique sur la répartition des arbres et le fonctionnement des écosystèmes forestiers.
Enfin, le travail proposé inclut la création d'un service de scénarios climat/biodiversité qui aidera les chercheurs à identifier les projections climatiques les mieux adaptées, et leur fournira une assistance dans la compréhension et l'utilisation de ces projections.
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Contexte
De nombreuses observations, expérimentations et modélisations suggèrent que le changement climatique a déjà modifié et continuera de modifier significativement la biodiversité. Jusqu'alors, l'usage des sols constituait le moteur majeur de l'évolution de la biodiversité. Son effet pourrait, selon le Millenium Ecosystem Assessment, être « dépassé » par celui du changement climatique au XXIème siècle, avec pour conséquences des effets négatifs sur la biodiversité et les services écosystémiques.
Les projections des impacts du changement climatique sur la biodiversité souffrent actuellement de défauts significatifs dus, notamment, à la faiblesse des modèles et à une prise en compte insuffisante des incertitudes liées aux projections climatiques. Partant de ce constat, les programmes de recherche internationaux DIVERSITAS, IGBP, WCRP et ESSP ont identifié la nécessité de mettre en place de fortes collaborations entre les communautés climat et biodiversité afin de faire progresser les questions de recherche sur les impacts et rétroactions du climat et de la biodiversité.
Objectifs
Le projet Humboldt vise à renforcer les interactions entre les chercheurs du GIS, au travers de trois types d'actions :
- encourager et faciliter les recherches interdisciplinaire au sein des équipes du GIS travaillant sur la biodiversité et le climat, améliorer la visibilité de leurs travaux aux échelles nationales et internationales.
- mener des actions de recherche permettant de construire une dynamique interdisciplinaire.
- développer le réseautage international.
Méthodologie
Sous-projet 1 : Lier les scénarios climatiques et les études d'impact sur la biodiversité terrestre
En son sein, le GIS Climat rassemble un grand nombre de chercheurs travaillant sur les scénarios et les analyses climatiques d'une part, et sur les impacts du changement climatique sur la biodiversité d'autre part. Ce sous-projet a pour objectifs :
- d'encourager les interactions entre ces deux communautés via le réseautage ;
- de faciliter la compréhension et l'utilisation des scénarios climatiques par la communauté « biodiversité » à l'aide d'un service d'interface ;
- de stimuler les interactions concrètes au travers d'un projet de recherche fédératif.
Une activité de réseautage
Le réseautage sera encouragé via l'organisation de séminaires rassemblant les communautés de recherche climat et biodiversité et ciblant notamment les thématiques suivantes : incertitudes liées aux scénarios climatiques régionaux et globaux ; limitations temporelles et spatiales des descentes d'échelle pour les scénarios climatiques ; incertitudes des projections sur les événements climatiques extrêmes ; besoins des modèles de biodiversité en termes de données d'entrées climat.
Un service d'interface
Il existe un besoin urgent et croissant d'une structure d'interface entre les chercheurs climat et biodiversité appartenant et n'appartenant pas aux laboratoires du GIS Climat. En effet, la communication ad'hoc entre ces chercheurs est efficace pour certains besoins, mais l'explosion récente des recherches sur les thématiques climat/biodiversité au sein des laboratoires du GIS et à un niveau national a rendu ces interactions insuffisantes.
Dans le cadre du projet Humboldt, un service d'interface sur les scénarios climat/biodiversité sera créé afin de fournir aux chercheurs de la communauté biodiversité une assistance technique et scientifique poussée pour l'utilisation des scénarios climatiques dans les études d'impact. Il aura plusieurs rôles :
- Identifier les scénarios climatiques appropriés pour traiter un sujet de recherche sur les impacts du changement climatique sur la biodiversité. Les scénarios climatiques globaux sont rendus accessibles à l'IPSL dans le cadre du prochain exercice du GIEC (projet PRODIGUER), alors que les scénarios climatiques régionaux pour la France seront rendus publics dans le cadre du projet DRIAS (financé par le GICC).
- Fournir une assistance technique pour utiliser les données sélectionnées ;
- Fournir une expertise scientifique concernant l'utilisation des modèles climatiques choisis (sources d'incertitudes, traitement des extrêmes...) ;
- Faciliter les interactions des chercheurs en biodiversité avec les climatologues, en particulier pour la définition de leurs besoins en données.
Un ingénieur sera recruté pour 3 ans à ce poste, et sera basé dans les laboratoires ESE et LSCE.
Un projet de recherche fédératif sur les interactions climat/biodiversité
Il s'agit d'encourager les interactions entre les communautés climat et biodiversité du GIS, en se basant sur un projet de recherche concret. Plusieurs questions concernant les interactions entre changement climatique et dynamique des écosystèmes seront étudiées :
- L'importance de l'échelle spatiale pour l'étude des impacts du climat sur la biodiversité.
Cette question sera traitée en comparant les régionalisations dynamiques (utilisation de la plate-forme MORCE MED) et statistiques (ex : méthodes utilisées dans le cadre du projet REGYNA) du climat sur la région des Alpes, avec une maille de 7 km.
- La communication de l'incertitude associée aux impacts du changement climatique sur les forêts aux gestionnaires forestiers et aux décideurs.
- Le couplage dynamique entre les modèles ORCHIDEE (végétation) et WRF (atmosphère) afin d'avoir une simulation plus réaliste des impacts et rétroactions entre l'atmosphère et la végétation.
- Le développement d'indicateurs simples du changement climatique pour les forêts.
Sous-projet 2 : quelle « quantité de biodiversité » faut-il intégrer dans les modèles pour évaluer correctement les interactions entre climat et biosphère ?
Il s’agit d’une question essentielle qui se pose depuis longtemps mais reste non résolue. Ce sous-projet vise à faire avancer la problématique sous forme de deux actions :
- établir, via l’organisation de séminaires, un dialogue entre les expérimentalistes et les modélisateurs des laboratoires du GIS, travaillant sur une large gamme d’échelles spatiales et temporelles ;
- démarrer un projet de recherche exploratoire visant à étudier le rôle que joue la variabilité au sein des groupes fonctionnels et/ou la variabilité génétique dans les impacts du changement climatique sur les plantes terrestres et les rétroactions.
Sous-projet 3 : réseautage international
Ce réseautage sera encouragé via l’organisation et la participation à des manifestations internationales sur les interactions entre changement climatique et biodiversité.
Participation
- DIVERSITAS Open Science Conférence, Cape Town, South Africa (octobre 2009);
- Manifestations à la COP-10 "Convention on Biological Diversity - Conference of the Parties" Japon (automne 2010) ;
- European Geophysical Union and American Geophysical Union.
Organisation
Trois obstacles clés rendent difficiles la représentation de la complexité biologique dans les modèles de biosphère:
- le manque de données pour paramétrer et tester les modèles ;
- la faible représentation des processus clés tels que la migration, la réponse aux perturbations, la mortalité...
- les efforts insuffisants d'évaluation des modèles.
Dans le but de fournir l'impulsion et les outils pour surmonter ces obstacles, l'équipe du projet Humboldt participe à l'organisation de séminaires conjoints entre les initiatives TRY et BBS (octobre 2009 à Cape Town, Mai 2011 à Paris).
L'initiative TRY (global plant trait initiative) a pour objectifs :
- de construire une base de données des traits des plantes vasculaires à l'échelle globale.
- de rendre accessible cette base de données aux chercheurs participant à l'initiative, sur demande.
- de promouvoir le développement d'une nouvelle génération de modèles dynamiques de la végétation prenant en compte la complexité biologique.
BBS (Advanced prediction of Biome Boundary Shifts in regional and global dynamic vegetation models) regroupe des chercheurs en "modélisation écologique" qui développent des modèles dynamiques de végétation incluant la représentation de la diversité biologique (traits fonctionnels des plantes, processus écologiques...). Ce réseau vise à mieux comprendre et prédire les mécanismes impliqués dans les modifications majeures de la biodiversité, du fonctionnement des écosystèmes et des services écosystémiques.
Les recherches en lien/partenariat avec Humboldt
- Projet MORCE MED du GIS Climat : développement d'une plate-forme de modélisation régionale couplée pour l’étude des impacts régionaux
- Initiative CORDEX : L'expérience CORDEX (COordinated Regional climate Downscaling Experiment) est une initiative internationale soutenue par le WCRP, et visant entre autres à fournir des scénarios climatiques régionaux pour l'ensemble de la planète, pouvant servir aux études d'impact et d'adaptation.
- L'initiative TRY a pour objectifs :
● de construire une base de données des traits des plantes vasculaires à l'échelle globale.
● de rendre accessible cette base de données aux chercheurs participant à l'initiative, sur demande.
● de promouvoir le développement d'une nouvelle génération de modèles dynamiques de la végétation prenant en compte la complexité biologique.
- BBS: Advanced prediction of Biome Boundary Shifts in regional and global dynamic vegetation models
BBS regroupe des chercheurs en "modélisation écologique" travaillant au développement de modèles dynamiques de végétation qui incluent la représentation de la diversité biologique (traits fonctionnels des plantes, processus écologiques...). Avec cette approche, le réseau vise à mieux comprendre et prédire les mécanismes impliqués dans modifications majeures de la biodiversité, du fonctionnement des écosystèmes et des services écosystémiques.
La programmation de la recherche sur la biodiversité
- Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité
Fondation de coopération scientifique, la FRB a pour mission de favoriser au niveau national, européen et international les activités de recherche sur la biodiversité en lien étroit avec les acteurs de la société. Susciter l'innovation, développer et soutenir des projets, mobiliser l'expertise, sont autant d'actions au coeur de son dispositif. La formation la sensibilisation et la diffusion des connaissances accompagnent ses missions.
- Programme Diversitas
DIVERSITAS remplit une double mission :
● Promouvoir une approche scientifique intégrée de la biodiversité, en liant les disciplines biologiques, écologiques et sociales afin de produire de nouvelles connaissances pertinentes pour la société ;
● Fournir des bases scientifiques pour la conservation et l'utilisation durable de la biodiversité.
- IPBES : Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services
Interface mondiale entre la science et les décideurs, l'IPBES lancée officiellement en septembre 2010 aura pour mission de synthétiser les connaissances scientifiques existantes sur la biodiversité et d'apporter au monde politique l'expertise scientifique aujourd'hui indispensable à la décision politique en matière de biodiversité.
La biodiversité dans le paysage international
- Convention on Biological Diversity
La Convention sur la diversité biologique (CDB) est un traité international adopté lors du Sommet de la Terre à Rio de Janeiro en 1992, avec trois buts principaux :
1. la conservation de la diversité biologique (ou biodiversité) ;
2. l' utilisation durable de ses éléments ;
3. le partage juste et équitable des avantages découlant de l'exploitation des ressources génétiques.
Autrement dit, son objectif est de développer des stratégies nationales pour la conservation et l'utilisation durable de la diversité biologique. Il est considéré comme le document clé concernant le développement durable.
- Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques
La Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques met en place un cadre global de l'effort intergouvernemental pour faire face au défi posé par les changements climatiques. Elle reconnaît que le système climatique est une ressource partagée dont la stabilité peut être affectée par les émissions industrielles de CO2 ainsi que les autres gaz à effet de serre.
Selon la Convention, les gouvernements:
● rassemblent et diffusent les informations sur les gaz à effet de serre, sur les différentes politiques nationales et sur les meilleures mises en pratiques;
● mettent en oeuvre les stratégies nationales pour faire face aux émissions de gaz à effet de serre et s'adapter aux impacts prévus, y compris la mise à disposition de soutien financier et technologique aux pays en voie de développement;
● coopèrent pour se préparer à l'adaptation aux impacts des changements climatiques.
Coordination
Paul Leadley
paul.leadley @ u-psud.fr
