A study of karst hydrosystem recharge at the parcel scale, using modeling and correlation analysis - Low noise underground laboratory of Rustrel site

La caractérisation des flux d’eaux qui rechargent réellement les hydrosystèmes souterrains reste un frein à la compréhension du fonctionnement hydrogéologique des milieux souterrains. Lors d’événements pluvieux, quelle part de l’eau est évapo-transpirée ? Quelle part est temporairement stockée dans le sol ? Ces incertitudes sont particulièrement fortes dans le cas de la recharge des milieux hétérogènes tel que le karst. En général, les calculs de recharge des hydrosystèmes karstiques se basent sur une représentation simplifiée de l’évapotranspiration qui considère seulement le climat et pas le fonctionnement de la végétation. Dans cette étude, un modèle de végétation permettant de simuler les transferts d’eaux entre le sol et l’atmosphère en contexte forestier (le modèle CASTANEA), a été appliqué à une parcelle de Chêne vert. L’infiltration efficace (un indicateur de la recharge) estimé avec CASTANEA a été comparée à celle estimée par des approches classiques ainsi qu’à des séries long terme de flux d’eaux souterraines (9 années). Les résultats de cette analyse révèlent que l’infiltration efficace modélisée à partir d’un modèle de végétation comme CASTANEA est plus satisfaisante que les approches classiques ne tenant pas compte du fonctionnement de la végétation. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes pour mieux tenir compte du fonctionnement de la végétation et de l’usage du sol sur la recharge des hydrosystèmes karstiques.Assessing the recharge of underground hydrosystems remains an obstacle to understand their hydrologeological functioning. During a rain event, which part of the rain is evapotranspired ? And how much is temporarily stored within the soil ? These questions are particularly relevant in heterogeneous media such as karst hydrosystems. Currently, the models used to compute recharge of karst hydrosystems, rely on simplistic formulations of evapotranspiration that do not account for vegetation functioning. In this study, we used the vegetation process based model CASTANEA, which is designed to compute water transfer between soil, plant and atmosphere. We computed effective infiltration (an index of recharge) with CASTANEA and with other classical approach (based on precipitation minus ETP), and for a welldocumented holm oak site in Provence. Our results provide evidences that effective infiltration computed with CASTANEA yield more satisfactory correlation with measured outflow than simulations based on the classical approach. Our results provide a promising way to improve the simulation of karst hydrosystem recharge

Bilan et perspectives des deux écoles techniques « notions et techniques en écologie » organisées par le Département EFPA

La création du Département «Écologie des Forêts, Prairies et milieux Aquatiques» a suscité de la part des personnels techniques concernés une volonté d’intégration collective sous le concept fédérateur de l’écologie. Pour cela deux écoles techniques ont été organisées sur des notions et méthodes d’écologie par un Comité de pilotage composé de techniciens et de scientifiques. L’objectif visait à familiariser les techniciens aux concepts de l’écologie et à les aider à se situer dans les thématiques de recherche du Département EFPA. Enfin, il s’agissait d’instaurer une communauté de pratique autour de l’écologie. Ces écoles ont rassemblé 79 personnes, en proposant visites sur le terrain et séances en salle. Deux animations ont particulièrement été appréciées, l’une sous forme d’un jeu en préambule, l’autre sous forme de présentations par des binômes techniciens/chercheurs. Les participants sont plutôt convaincus d’avoir progressé sur les notions en écologie et ils ont la volonté d’aller plus loin avec la création d’un Réseau de Technicien en Ecologie (RTE), la mise en place d’une liste de diffusion et l’organisation régulière de rencontres entre membres du réseau

The GenTree Dendroecological Collection, tree-ring and wood density data from seven tree species across Europe

The dataset presented here was collected by the GenTree project (EU-Horizon 2020), which aims to improve the use of forest genetic resources across Europe by better understanding how trees adapt to their local environment. This dataset of individual tree-core characteristics including ring-width series and whole-core wood density was collected for seven ecologically and economically important European tree species: silver birch (Betula pendula), European beech (Fagus sylvatica), Norway spruce (Picea abies), European black poplar (Populus nigra), maritime pine (Pinus pinaster), Scots pine (Pinus sylvestris), and sessile oak (Quercus petraea). Tree-ring width measurements were obtained from 3600 trees in 142 populations and whole-core wood density was measured for 3098 trees in 125 populations. This dataset covers most of the geographical and climatic range occupied by the selected species. The potential use of it will be highly valuable for assessing ecological and evolutionary responses to environmental conditions as well as for model development and parameterization, to predict adaptability under climate change scenarios

The response to climate and its variations of Silver Fir, Beech, Blacks, Scots and mountain Pine in the Mediterranean mountains during the 20th century

Temporal instability of climate signal in tree-ring width of the five dominant species (Pinus nigra ssp. nigra, P. sylvestris, P. uncinata, Abies alba, Fagus sylvatica) growing under Mediterranean mountainous climate was studied over the last century (1910-2004). To disentangle the tree–climate–site complex, the effects of both soil water availability (dry, mesic and humid sites) and altitude (from 430 to 1690 m) were investigated on the response patterns. Responses to climate were analysed using bootstrapped correlation coefficients from 17 ring-width chronologies built from 293 trees sampled in 64 stands in South-Eastern France. Temporal analyses were performed considering fourthy-six 50-years intervals (from 1910-1959 to 1955-2004). May-June drought was the primary limiting factor. For Pinus sylvestris, summer precipitation played also a key role. Fagus sylvatica was the less responding species with no clear common pattern. Low soil water availability led to an increasing correlation with precipitation in May for Pinus nigra and Abies alba. Precipitation from May to August prevailed on the driest conditions for Pinus sylvestris. Correlation analyses suggested that warm autumn or winter enhanced growth, except for Fagus sylvatica. For Pinus nigra, the importance of April temperature increased with increasing altitude. Temporal analyses revealed a stability of sensitivity for the highest contexts (Pinus uncinata and Fagus sylvatica). At lower altitudes, the correlation with minimum temperature in April increased while temperature more often exceeded the threshold of 0°C over the last decades. For precipitation, a decrease in the strength of correlation was observed without close relationships with local xericity.L’instabilité temporelle des relations entre les cernes et le climat a été étudiée sur cinq espèces (Pinus nigra, Pinus sylvestris, Pinus uncinata, Abies alba, Fagus sylvatica) en contexte méditerranéen montagnard sur la période 1910-2004. Les réponses au climat ont été étudiées à partir de 17 chronologies de référence construites sur 293 arbres échantillonnés dans un réseau de 64 peuplements dans la région Provence-Alpes-Côted’Azur. Pour chaque espèce, un gradient d’altitude et de disponibilité potentielle en eau (site sec, mésophile et humide) a été considéré. Un faible niveau de précipitations printanières (mai et juin) est apparu comme le facteur majeur d’explication des variations interannuelles de croissance. Pour le Pin sylvestre, les précipitations d’été jouent également un rôle central. Le Hêtre est l’espèce la moins réactive et sans aucun facteur commun entre les peuplements. Pour toutes les espèces, la liaison avec les précipitations tend à augmenter des sites humides aux sites secs. La croissance du Pin noir dépend également fortement des conditions automnales de l’année précédente (rôle de la température minimale de novembre) et, pour les sites d’altitude, de la température minimale d’avril. Sur le long terme, le Pin à crochets et le Hêtre sont apparus comme les deux espèces les moins réactives, sans changement de comportement au cours du temps. Pour les trois autres espèces poussant aux altitudes plus basses (inférieures à 1 300 m), le changement le plus notable a été une augmentation de la réponse à la température minimale d’avril en liaison avec le réchauffement important observé pour ce mois

Ontogenetic trends in the morphological features of main stem annual shoots of Pinus pinaster (Pinaceae)

International audiencePhase change refers to the transition between juvenile and adult vegetative phases. The study of trees throughout their entire life span requires retrospective analyses and validates the use of a chronosequence by sequencing observations at different and successive stages. The main axis growth pattern of 62 maritime pines (Pinus pinaster) selected in a chronosequence of three stands consisting of 8-, 22-, and 48-yr-old trees was analyzed retrospectively. Comparison of measured features (length, number of axillary products, reproductive organs) at common ages from the three stands supported the validity of using these data to form a continuous chronosequence. Endogenous trends in tree development are revealed free from variability due to annual growth conditions. Two main phases of development corresponding respectively to the juvenile vegetative and adult reproductive stages were identified, and the transition between both occurred in 9-yr-old trees. The relevance of these two phases and more generally the notion of phase changes are discussed in light of observed trends in the values of studied growth and branching parameters that may either show gradual variations (such as length of annual shoot) or a distinctive expression in one or the other phase (such as presence of female cones)

Étude de la recharge des hydrosystèmes karstiques à l’échelle de la parcelle : modélisation et analyse de corrélation - Site du Laboratoire souterrain à bas bruit de Rustrel

National audienceAssessing the recharge of underground hydrosystems remains an obstacle to understand their hydrologeological functioning. During a rain event, which part of the rain is evapotranspired ? And how much is temporarily stored within the soil ? These questions are particularly relevant in heterogeneous media such as karst hydrosystems. Currently, the models used to compute recharge of karst hydrosystems, rely on simplistic formulations of evapotranspiration that do not account for vegetation functioning. In this study, we used the vegetation process based model CASTANEA, which is designed to compute water transfer between soil, plant and atmosphere. We computed effective infiltration (an index of recharge) with CASTANEA and with other classical approach (based on precipitation minus ETP), and for a well documented holm oak site in Provence. Our results provide evidences that effective infiltration computed with CASTANEA yield more satisfactory correlation with measured outflow than simulations based on the classical approach. Our results provide a promising way to improve the simulation of karst hydrosystem recharge.La caractérisation des flux d’eaux qui rechargent réellement les hydrosystèmes souterrains reste un frein à la compréhension du fonctionnement hydrogéologique des milieux souterrains. Lors d’événements pluvieux, quelle part de l’eau est évapo-transpirée ? Quelle part est temporairement stockée dans le sol ? Ces incertitudes sont particulièrement fortes dans le cas de la recharge des milieux hétérogènes tel que le karst. En général, les calculs de recharge des hydrosystèmes karstiques se basent sur une représentation simplifiée de l’évapotranspiration qui considère seulement le climat et pas le fonctionnement de la végétation. Dans cette étude, un modèle de végétation permettant de simuler les transferts d’eaux entre le sol et l’atmosphère en contexte forestier (le modèle CASTANEA), a été appliqué à une parcelle de Chêne vert. L’infiltration efficace (un indicateur de la recharge) estimé avec CASTANEA a été comparée à celle estimée par des approches classiques ainsi qu’à des séries long terme de flux d’eaux souterraines (9 années). Les résultats de cette analyse révèlent que l’infiltration efficace modélisée à partir d’un modèle de végétation comme CASTANEA est plus satisfaisante que les approches classiques ne tenant pas compte du fonctionnement de la végétation. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes pour mieux tenir compte du fonctionnement de la végétation et de l’usage du sol sur la recharge des hydrosystèmes karstiques