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«Amélioration de la représentation des systèmes prairiaux dans un modèle de dynamique de végétation global» par Mr Jinfeng Chang

Présentée par : Jinfeng Chang Discipline : Météorologie, océanographie physique de l'environnement Laboratoire : LSCE

Résumé :
ll y a un besoin urgent d'améliorer nos connaissances sur la compréhension à grande échelle du rôle des prairies dans le bilan des gaz à effet de serre (GES) à l'échelle globale, et de la façon dont les écosystèmes prairiaux répondront à l'avenir au changement global. Cette thèse vise à améliorer la représentation des prairies dans le modèle ORCHIDEE. Ce nouveau modèle est utilisé pour évaluer le bilan de carbone (C) et de l'ensemble des GES des prairies européennes et son évolution en réponse aux changements climatiques et à la pression anthropique.
ORCHIDEE-GM (gestion des prairies) a été développé grâce à l'intégration dans ORCHIDEE de diverses fonctionnalités issues du modèle de prairies gérées PASIM. ORCHIDEE-GM a d'abord été validé au niveau d'un ensemble de sites, puis au niveau continental (Europe) en comparant le résultat des simulations à différentes données statistiques, de produits de télédétection et d'observations in-situ. Le nouveau modèle simule un important puits de carbone et de GES des prairies européenne au cours des cinq dernières décennies ainsi qu'une tendance positive de la productivité nette l'écosystème (NBP) au cours des deux dernières décennies. Près de la moitié (48%) de la tendance positive peut être attribuée aux changements d'intensité de la gestion des prairies, à savoir la réduction du cheptel à travers l'Union européenne (UE). En outre, une augmentation de la productivité potentielle des prairies a été simulée sur l'Europe en réponse au changement global futur. Cette augmentation peut être attribuée à l'accroissement du CO2 atmosphérique mais surtout, aux changements phénologiques causés par le réchauffement. Ces changements induisent une série de conséquences sur la gestion des prairies, la sécurité alimentaire du bétail (ou la vulnérabilité des prairies) et sur les flux d'eau et de CO2.

Abstract :
There is an urgent need to improve our knowledge on large scale understanding of the role of grassland in global greenhouse gas (GHG) budget, and of how grassland ecosystem will respond to future global change. This thesis aims at improving the representation of grassland system in the model ORCHIDEE DGVM, and further using the new model to assess carbon (C) and GHG budgets of grassland ecosystem and their responses to climate change and anthropogenic managements.
ORCHIDEE-GM (grassland management) was developed through integrating into ORCHIDEE the parameters and functions related to grassland management originated from a managed grassland ecosystem model PaSim. ORCHIDEE-GM was validated at both site-level and continental-level (Europe) through comparing its results to various data from statistics, remote sensing products, and site observations. The new model simulated a significant C and GHG sink of European grassland ecosystem in the recent five decades, and a positive trend of grassland net biome productivity (NBP) during the last two decades. Nearly half (48%) of the positive trend can be attributed to changes in grassland management intensity, namely to the reduction of livestock numbers across the European Union (EU). Moreover, an increase in grassland potential productivity was simulated over Europe in response to future global change. The increase can be attributed to the rising CO2, and importantly, to the phenological shifts caused by warming, which have a series of implications on grassland management, feed security (or vulnerability) and CO2 and water fluxes.
Informations complémentaires
Philippe CHOLER, Chargé de Recherche CNRS, Habilité à Diriger des Recherches, à l’Université Joseph Fourier Grenoble I/Laboratoire d’Ecologie Alpine -UMR 5553 CNRS‐UJF - Grenoble - Rapporteur
Gianni BELLOCCHI, Directeur de Recherche, à l’INRA/Unité de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - Clermont-Ferrand - Rapporteur
Nicolas VIOVY, Directeur de Recherche, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences, du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Philippe CIAIS, Directeur de Recherche, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences, du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Examinateur
Mathieu ROY-BARMAN, Professeur des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences, du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Examinateur
Martin WATTENBACH, Chercheur, au Helmholtz Centre Potsdam - GFZ German Research Centre For Geosciences - Postdam (Allemagne) - Examinateur
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