Ca se complique! Les rétroactions écologiques sur les changements climatiques

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1 Fondation pour le Recherche sur la Biodiversité OREE Entreprises, Territoires et Environnement Paris, 15 décembre 2014 Ca se complique! Les rétroactions écologiques sur les changements climatiques Luc Abbadie Professeur d Ecologie Université Pierre & Marie Curie, Sorbonne Universités IEES, Institut d Ecologie et des Sciences de l Environnement, Paris luc.abbadie@upmc.fr

2 Le système climat-écosystème CLIMAT ECOSYSTEME

3 Le climat change, la biodiversité aussi... Une course de vitesse entre climat et organismes +1 C = 160 km

4 Climat et diversité végétale en Europe Statut des espèces en 2080 (classification IUCN) Pas de migration Migration libre Extinction Risque critique Risque élevé Vulnérable Pas de risque Scénarios socio-économiques de l IPCC Scénarios socio-économiques de l IPCC Thuillier W. et al PNAS 102:

5 Le climat change, la biodiversité aussi... Une course de vitesse entre climat et organismes +1 C = 160 km Des saisons changées Adaptations physiologiques et comportementales Des assemblages d espèces modifiés (appauvris?) Communautés dérégulées Des pressions de sélection «nouvelles» Diversités génétique et spécifique diminuées. Diversité génétique renouvelée

6 I Les surprises du vivant REVIEWS REVIEWS Green surprise? How terrestrial ecosystems could affect earth's climate Jonathan A Foley1, Marcos Heil Costaz, Christine Delire1, Navin Ramankutty1, and Peter Snyder1 While the earth's climate can affect the structure and functioning of terrestrial ecosystems, the process also works in reverse. As a result, changes in terrestrial ecosystems may influence climate through both biophysical and biogeochemical processes. This two-way link between the physical climate system and the biosphere is under increasing scrutiny. We review recent developments in the analysis of this interaction, focusing in particular on how alterations in the structure and functioning of terrestrial ecosystems, through either human land-use practices or global climate change, may affect the future of the earth's climate. Front Ecol Environ 2003; 1(1): 38-44

7 Le système climat-écosystème CLIMAT ECOSYSTEME

8 Le système climat-écosystème Saison de croissance Radiation solaire Température Pluie, vent Extrêmes CLIMAT ECOSYSTEME Evapotranspiration Albedo Rugosité de surface

9 Le système climat-écosystème CLIMAT ECOSYSTEME +/- +/- ATMOSPHERE EAU +/- +/-

10 Le système climat-écosystème Saison de croissance Radiation solaire Température Pluie, vent Extrêmes CLIMAT ECOSYSTEME Evapotranspiration Albedo Rugosité de surface +/- +/- CO 2 CO 2 N 2 O, CH 4 Vapeur d eau ATMOSPHERE EAU +/- +/- N 2 O, CH 4 Flux d eau Acidité

11 Climat et forêt A Tropical forests B Temperate forests C Boreal forests Clouds and precipitation, fires, aerosols and reactive chemistry Disturbance, fires and aerosols Strong carbon storage ( ) Strong evaporative cooling ( ) Moderate albedo decrease (+) Strong carbon storage ( ) Moderate evaporative cooling ( ) Moderate albedo decrease (+) Moderate carbon storage ( ) Weak evaporative cooling ( ) Strong albedo decrease (+) Bonan G.B Science 320: D Biogeography Sens du forçage climatique: Tropical forest Forêt tempérée: très incertain. Temperate forest Boreal forest Forêt boréale: assez incertain Savanna (albedo > C séquestration). Grassland/Shrubland Tundra Forêt tropicale: négatif Semi-desert/Desert/Ice (forte C séquestration, Natural vegetation refroidissement par évaporation).

12 Le système climat-écosystème Saison de croissance Ø Radiation Traits morphologiques, solaire Température physiologiques et Pluie, comportementaux vent des espèces Extrêmes (court terme). Ø Biodiversité: CLIMAT diversité des + - ATMOSPHERE EAU +/- +/- - + ECOSYSTEME +/- +/- espèces, diversité génétique des espèces, abondance des populations (court et moyen termes). Ø CO Interactions 2 biotiques, réseaux N 2 trophiques O, CH 4 et abiotiques Vapeur (moyen d eau et long termes). Evapotranspiration Albedo Rugosité de surface Ø Dispersion, sélection des CO 2 espèces (court et long N 2 termes). O, CH 4 Ø Processus épigénétiques Flux d eau (court et moyens termes). Acidité Ø Mutations (moyen et long termes).

13 Climat et réseau trophique Graminées annuelles, peu de racines (1 t/ha) Graminées pérennes, beaucoup de racines (8 t/ha)

14 Climat et réseau trophique Graminées annuelles, peu de racines (1 t/ha) Graminées pérennes, beaucoup de racines (8 t/ha)

15 Climat et réseau trophique Sol pauvre en carbone (C=0,3 %) Emission de NO et N2O

16 Climat et réseau trophique Sol riche en carbone (C=0,5 %) Pas d émission de NO et N2O

17 Agriculture vs. pastoralisme

18 Messages Les dynamiques des organismes ET de leurs interactions sont modifiées par le changement climatique à toutes les échelles de temps. La dynamique du climat dépend partiellement de la dynamique des ECOSYSTEMES. Le vivant présente un POTENTIEL ELEVE ET RAPIDE de modification du climat: c est un outil efficace et puissant de mitigation et d adaptation. Le vivant est DIFFICILE A CONTROLER: Approche système et à long terme. Accompagner plutôt qu intervenir. Outil d adaptation plutôt que de mitigation.

19 Conclusion La biodiversité change le changement climatique!