Carbone, Azote et Gaz à effet de serre

Axe transverse GES

La quantification des émissions de gaz à effet de serre (GES) tel que le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), et l’oxyde nitreux (N2O) revêt une importance majeure pour la compréhension de l’évolution du climat qu’ils contrôlent directement, et aussi dans la mesure où ces gaz ont le pouvoir d’amplifier le changement climatique indirectement via des boucles de rétroactions. Depuis de début de l’ère industrielle, les émissions totales de GES sont contrôlées à la fois par des facteurs naturels et anthropiques. La distinction entre ces deux types d’émissions est cruciale dans le cadre des politiques de réduction des émissions de GES et d’adaptation au changement climatique. La capacité à distinguer et attribuer leurs origines requiert in fine une bonne compréhension des facteurs de contrôle des émissions naturelles.

L’AST GES fédère les équipes et laboratoires de l’OMP et du CNRM-GAME travaillant sur les cycles du carbone, de l’azote, et les échanges de gaz à effet de serre entre les surfaces continentales, les écosystèmes aquatiques et marins et l’atmosphère. Elle regroupe environ 35 chercheurs de 5 des 6 laboratoires de l’OMP (LA, GET, CESBIO, Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement, LEGOS) et du CNRM-GAME. Elle permet de regrouper un très large panel de compétences depuis la pédologie, la minéralogie et la géochimie jusqu’à la physico-chimie (sols, sédiments, eau, atmosphère), en passant par la microbiologie, l’écologie, l’écophysiologie, la bioclimatologie et l’agronomie. Ces différentes compétences reflètent la grande variété de milieux étudiés au sein des différents laboratoires. Un intérêt particulier concerne l’étude des écosystèmes terrestres (incluant les sols, les pergélisols et la végétation), des écosystèmes aquatiques naturels (incluant tourbières, zones humides, fleuves, lacs, estuaires, mangroves), des écosystèmes océaniques (océan hauturier, zone côtière, région d’upwelling et les milieux profonds tel que les dorsales océaniques) et de leurs zones d’interfaces. L’anthropisation des écosystèmes terrestres (culture, élevage, feux de biomasse) et aquatiques (barrages) est aussi un facteur important pris en compte par cette communauté.

D’un point de vue échelle spatiale, toute la gamme, de l’organe au globe, est couverte dans les différentes études menées par les chercheurs au sein de cette AST, avec une échelle de prédilection, l’échelle locale (au niveau du site), et cela pour de nombreuses régions climatiques : des tropiques aux hautes latitudes en passant par les régions tempérées, des zones de montagnes aux zones de plaines.  Pour les échelle de temps, il s’agit d’étudier des processus depuis le pas de temps horaire jusqu’aux échelles climatiques (décennies) avec un intérêt plus marqué pour les échelles saisonnières et interannuelles.

Bien que les différentes équipes et les différents laboratoires travaillent déjà ensemble dans le cadre de nombreux projets, la mise en commun de toutes ces compétences fait de ce groupe la plus vaste communauté travaillant en France sur ces thématiques, et, à notre connaissance, fait de ce consortium une des rares entités capable de travailler sur tous les aspects des cycles du carbone et de l’azote.

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Le spectre de compétences des différents participants est très large et met en évidence la grande complémentarité des approches et des outils qui permet aux chercheurs de l’OMP de construire des synergies autour de plusieurs grandes questions scientifiques dont :

  • Les variabilité spatiale et temporelle des flux de C et de N (particules, dissous, gaz) aux différentes interfaces,
  • Les bilans de C et de N (stocks, flux latéraux et verticaux entrants et sortants),
  • Les processus physiques, biologiques et biogéochimiques contrôlant les flux, les stocks, les transferts, …,
  • Les modifications des bilans C et N et de la « cascade de l’azote » en contexte de changement global (changement climatique, changement d’usage des terres, charges critiques),
  • Les leviers pour la réduction des émissions (séquestration biologique du CO2, pratiques agricoles raisonnées, gestion des zones humides, design des barrages, …).