DYNAMICS - Dynamique et gestion durable des écosystèmes terrestres dans un contexte de changement global

L’équipe DYNAMICS a pour objectif de développer des connaissances et des outils (ex. modèles, méthodes, indicateurs, …) pour comprendre et prédire la dynamique de communautés ou d’écosystèmes terrestres, en particulier les forêts de montagne. Nous nous intéressons également à la gestion de ces écosystèmes et aux services qu’ils rendent à la société, dans un contexte de changement global. Notre volonté est de produire des résultats ayant une portée générale, grâce à leur ancrage théorique, et une utilité pratique pour la société, grâce à l’étude de cas concrets en lien avec les acteurs de terrain. Nous nous intéressons également à d’autres écosystèmes : forêts de plaine, milieux ouverts, populations animales ainsi qu’à des échelles de temps variées allant jusqu’à l’échelle de temps évolutive.

Forêt mixte, Belledonne ©Grégory Loucougaray

Recherche

Nos travaux ont pour objectif de prédire la dynamique des écosystèmes en fonction de leur structure, de l’environnement et de la gestion à plusieurs échelles spatiales. Nos axes de recherche s’articulent autour de

  • La modélisation des processus démographiques, les interactions entre arbres et la réponse des peuplements aux changements de climat et de gestion.
  • La caractérisation de la structure des peuplements forestiers à partir de données de télédétection.
  • Les effets des changements de gestion et de climat sur les services écosystémiques et la biodiversité.
  • Les effets de la compartimentation des paysages sur les mouvements animaux.
  • Les interactions entre sélection naturelle et sexuelle.

Nos questions de recherche

Applications à la gestion

Nos modèles prédictifs sont conçus pour pouvoir répondre à des questions des acteurs de terrain et dans certains cas pour pouvoir être utilisés directement par eux grâce :

  • à la formalisation des gestions pratiquées et au développement des indicateurs de services écosystémiques
  • à la télédétection, nos approches permettant de quantifier la ressource forestière et de caractériser sa composition et sa structure,
  • au développement d’interfaces conviviales, qui proposent des outils de simulation directement utilisables par les gestionnaires
  • aux  comparaisons des stratégies de gestion permises par nos modèles. 

Moyens et techniques mis en œuvre

Notre démarche de recherche repose sur :

  • une volonté de lier théories écologique, théories évolutives, modélisation quantitative et pratiques de gestion.
  • une démarche de modélisation qui va de l’analyse mathématique de modèles, à l’expérimentation numérique et à la prédiction sur des cas concrets.
  • une prise en compte de la structure des communautés et des paysages comme un point de jonction entre processus dynamiques et services écosystémiques.
  • une analyse des interactions humains – écosystèmes à travers les pratiques de gestion.

Le suivi de dispositifs et placettes permanentes en forêt, en particulier sur des variables dendrométriques, la fécondité et des traits des espèces.

Projets en cours

FORBIC

PREBIOCLIM

REFORCE

PROTEST

I-MAESTRO

ORCHAMP

Placettes permanentes

GIS-COOP

 
Matin en forêt ©Sophie Labonne

Publications clés 2018 -2019

  1. 1.      Cordonnier, T., Smadi, S., Kunstler, G., and Courbaud, B., – 2019. Asymmetric Competition, Ontogenetic Growth and Size Inequality Drive the Difference in Productivity between Two-Strata and One-Stratum Forest Stands. Theoretical Population Biology.  https://doi.org/10.1016/j.tpb.2019.07.001
  2. F. Lavallée, C. Smadi, I. Alvarez, B. Reineking, F-M. Martin, F. Dommanget, S. Martin, A stochastic individual based model for the growth of a stand of Japanese knotweed including mowing as a management technique, Ecological Modelling, 413, 2019.
    1. 3.      A. Bovier, L. Coquille, C. Smadi, Crossing a fitness valley as a metastable transition in a stochastic population model, Annals of Applied Probability, 2019
    2. Fons van der, P., Ratcliffe, S., Ruiz-Benito, P., Scherer-Lorenzen, M., Verheyen, K., Wirth, C., Zavala, M.A., Ampoorter, E., Baeten, L., Barbaro, L., Bastias, C.C., Bauhus, J., Benavides, R., Benneter, A., Bonal, D., Bouriaud, O., Bruelheide, H., Bussotti, F., Carnol, M., Castagneyrol, B., Charbonnier, Y., Cornelissen, J.H.C., Dahlgren, J., Checko, E., Coppi, A., Dawud, S.M., Deconchat, M., De Smedt, P., De Wandeler, H., Domisch, T., Finér, L., Fotelli, M., Gessler, A., Granier, A., Grossiord, C., Guyot, V., Haase, J., Hättenschwiler, S., Jactel, H., Jaroszewicz, B., Joly, F.X., Jucker, T., Kambach, S., Kaendler, G., Kattge, J., Koricheva, J., Kunstler, G., Lehtonen, A., Liebergesell, M., Manning, P., Milligan, H., Müller, S., Muys, B., Nguyen, D., Nock, C., Ohse, B., Paquette, A., Peñuelas, J., Pollastrini, M., Radoglou, K., Raulund-Rasmussen, K., Roger, F., Seidl, R., Selvi, F., Stenlid, J., Valladares, F., van Keer, J., Vesterdal, L., Fischer, M., Gamfeldt, L., Allan, E. – 2018. Continental mapping of forest ecosystem functions reveals a high but unrealised potential for forest multifunctionality. Ecology Letters, vol. 21, n° 1, p. 31-42
    3. 5.      Glad, A., Reineking, B., Montadert, M., Depraz, A., Monnet, J.M. – 2019. Assessing the performance of object-oriented LiDAR predictors for forest bird habitat suitability modeling. Remote Sensing in Ecology and Conservation, 15 p.

 

  1. Tucker, M.A., Boehning Gaese, K., Fagan, W.F., Fryxell, J.M., Van Moorter, B., Alberts, S.C., Ali, A.H., Allen, A.M., Attias, N., Avgar, T., Bartlam Brooks, H., Bayarbaatar, B., Belant, J.L., Bertassoni, A., Beyer, D., Bidner, L., van Beest, F.M., Blake, S., Blaum, N., Bracis, C., Brown, D., de Bruyn, P.J.N., Cagnacci, F., Calabrese, J.M., Camilo Alves, C., Chamaille Jammes, S., Chiaradia, A., Davidson, S.C., Dennis, T., DeStefano, S., Diefenbach, D., Douglas Hamilton, I., Fennessy, J., Fichtel, C., Fiedler, W., Fischer, C., Fischhoff, I., Fleming, C.H., Ford, A.T., Fritz, S.A., Gehr, B., Goheen, J.R., Gurarie, E., Hebblewhite, M., Heurich, M., Hewison, A.J.M., Hof, C., Hurme, E., Isbell, L.A., Janssen, R., Jeltsch, F., Kaczensky, P., Kane, A., Kappeler, P.M., Kauffman, M., Kays, R., Kimuyu, D., Koch, F., Kranstauber, B., LaPoint, S., Leimgruber, P., Linnell, J.D.C., Lopez Lopez, P., Markham, A.C., Mattisson, J., Medici, E.P., Mellone, U., Merrill, E., Mourao, G. de M., Morato, R.G., Morellet, N., Morrison, T.A., Diaz Munoz, S.L., Mysterud, A., Nandintsetseg, D., Nathan, R., Niamir, A., Odden, J., O’Hara, R.B., Oliveira Santos, L.G.R., Olson, K.A., Patterson, B.D., de Paula, R.C., Pedrotti, L., Reineking, B., Rimmler, M., Rogers, T.L., Rolandsen, C.M., Rosenberry, C.S., Rubenstein, D.I., Safi, K., Said, S., Sapir, N., Sawyer, H., Schmidt, N.M., Selva, N., Sergiel, A., Shiilegdamba, E., Silva, J.P., Singh, N., Solberg, E.J., Spiegel, O., Strand, O., Sundaresan, S., Ullmann, W., Voigt, U., Wall, J., Wattles, D., Wikelski, M., Wilmers, C.C., Wilson, J.W., Wittemyer, G., Zieba, F., Zwijacz Kozica, T., Mueller, T. – 2018. Moving in the Anthropocene: Global reductions in terrestrial mammalian movements. Science, vol. 359, n° 6374, p. 466-469
  2. Bugmann, H., Seidl, R., Hartig, F., Bohn, F., Bruna, J., Cailleret, M., Francois, L., Heinke, J., Henrot, A.-J., Hickler, T., B., Reineking, et al. (2019). Tree mortality submodels drive simulated long-term forest dynamics: assessing 15 models from the stand to global scale. Ecosphere 10.
  3. Jourdan, M., Kunstler, G., Morin, X., – 2019. How neighborhood interactions control the temporal stability and resilience to drought of trees in mountain forests. Journal of Ecology, in press.
  4. Kambach, S, Allan, E, Bilodeau-Gauthier, S., Coomes, D.A., Haase, J. Jucker, T., Kunstler, G., Müller, S., Nock, C., Paquette, A., van der Plas,n F., Ratcliffe, S., Roger, F., Ruiz-Benito, P., Scherer-Lorenzen, M., Auge, H., Bouriaud, O., Castagneyrol, B., Dahlgren, J., Gamfeldt, L., Jactel, H., Kändler, G., Koricheva, J., Lehtonen, A., Muys, B., Ponette, Q., Setiawan, N., Van de Peer, T., Verheyen, K., Zavala, M.A., Bruelheide, H., 2019. How do trees respond to species mixing in experimental compared to observational studies? Ecology and Evolution, in press.
  5. Kédra, K., Barbeito, I., Dassot, M., Vallet, P., Gazda, A. – 2019. Single-image photogrammetry for deriving tree architectural traits in mature forest stands: a comparison with terrestrial laser scanning. Annals of Forest Science, vol. 76, n° 5, 13 p.
  6. Tsalyuk, M., Kilian, W., Reineking, B., and Getz, W.M. – 2019. Temporal variation in resource selection of African elephants follows long-term variability in resource availability. Ecological Monographs 89.
  7. Bogner, C., Seo, B., Rohner, D., and Reineking, B. – 2018. Classification of rare land cover types: Distinguishing annual and perennial crops in an agricultural catchment in South Korea. Plos One 13.
  8. 13.   Cordonnier, T., Bourdier, T., Kunstler, G., Piedallu, C., Courbaud, B. – 2018. Covariation between tree size and shade tolerance modulates mixed-forest productivity. Annals of Forest Science, vol. 75, n° 101, 15 p.
  9. 14.   Cordonnier, T., Kunstler, G., Courbaud, B., Morin, X. – 2018. Managing tree species diversity and ecosystem functions through coexistence mechanisms. Annals of Forest Science, vol. 75, n° 3, 11 p.
  10. 15.   Meynier, S., Brun, J.J. – 2018. Humus forms pathways in low-elevation cold scree slopes: Tangel or Mor?. Applied Soil Ecology, vol. 123, p. 572-580
  11. Seynave, I., Bailly, A., Balandier, P., Bontemps, J.D., Cailly, P., Cordonnier, T., Deleuze, C., Dhôte, J.F., Ginisty, C., Lebourgeois, F., Merzeau, D., Paillassa, E., Perret, S., Richter, C., Meredieu, C. – 2018. GIS Coop: networks of silvicultural trials for supporting forest management under changing environment. Annals of Forest Science, vol. 75, n° 2, article 48, 20 p.
  12. 17.   Toïgo, M, Pérot, T., Courbaud, B., Castagneyrol, B., Gégout J.C., Longuetaud, F., Jactel, H., Vallet, P. – 2018. Difference in shade tolerance drives the mixture effect on oak productivity. Journal of Ecology, n° 106, p. 1073-1082
  13. Valade, A., Luyssaert, S., Vallet, P., Djomo, S. N.,, Van Der Kellen, I. J., Bellassen, V. – 2018. Carbon costs and benefits of France’s biomass energy production targets. Carbon Balance and Management, vol. 13, p. 13-26
  14. 19.   Vallet, P., Pérot, T. – 2018. Coupling transversal and longitudinal models to better predict Quercus petraea and Pinus sylvestris stand growth under climate change. Agricultural and Forest Meteorology, vol. 263, p. 258-266
  15. van der Plas, F., Ratcliffe, S., Ruiz-Benito, P., Scherer-Lorenzen, M., Verheyen, K., Wirth, C., Zavala, M. A., Ampoorter, E., Baeten, L., Barbaro, L., Bastias, C. C., Bauhus, J., Benavides, R., Benneter, A., Bonal, D., Bouriaud, O., Bruelheide, H., Bussotti, F., Carnol, M., Castagneyrol, B., Charbonnier, Y., Cornelissen, J. H. C., Dahlgren, J., Checko, E., Coppi, A., Dawud, S. M., Deconchat, M., De Smedt, P., De Wandeler, H., Domisch, T., Finer, L., Fotelli, M., Gessler, A., Granier, A., Grossiord, C., Guyot, V., Haase, J., Hattenschwiler, S., Jactel, H., Jaroszewicz, B., Joly, F. X., Jucker, T., Kambach, S., Kaendler, G., Kattge, J., Koricheva, J., Kunstler, G., Lehtonen, A., Liebergesell, M., Manning, P., Milligan, H., Muller, S., Muys, B., Nguyen, D., Nock, C., Ohse, B., Paquette, A., Penuelas, J., Pollastrini, M., Radoglou, K., Raulund-Rasmussen, K., Roger, F., Seidl, R., Selvi, F., Stenlid, J., Valladares, F., van Keer, J., Vesterdal, L., Fischer, M., Gamfeldt, L. & Allan, E. (2018). Continental mapping of forest ecosystem functions reveals a high but unrealised potential for forest multifunctionality. Ecology Letters 21(1): 31-42.
  16. Zanella, A., Ponge, J.F., Jabiol, B., Sartori, G., Kolb, E., Le Bayon, R.C., Gobat, J.M., Aubert, M., De Waal, R., Van Delft, B., Vacca, A., Serra, G., Chersich, S., Andreettal, A., Kolli, R., Brun, J.J., Cools, N., Englisch, M., Hager, H., Katzensteiner, K., Brethes, A., De Nicolas, C., Testi, A., Bernier, N., Graefe, U., Wolf, U., Juilleretu, J., Garlato, A., Obber, S., Galvan, P., Zampedri, R., Frizzera, L., Tomasi, M., Banas, D., Bureau, F., Tatti, D., Salmon, S., Menardi, R., Fontanella, F., Carraro, V., Pizzeghello, D., Concheri, G., Squartini, A., Cattaneo, D., Scattolin, L., Nardi, S., Nicolini, G., Viola, F. – 2018. Humusica 1, article 5: Terrestrial humus systems and forms – Keys of classification of humus systems and forms. Applied Soil Ecology, vol. 122, p. 75-86