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RETROACTION DU FONCTIONNEMENT DES ECOSYSTEMES A L'ECHELLE REGIONALE VERS LE FONCTIONNEMENT GLOBAL

Co - Animateurs :

• Thomas Servais (Evo-Eco-Paléo – UMR 8198, Villeneuve d’Asq)
• Joel Guiot (CEREGE – UMR7330, Aix en Provence)
• Samuel Abiven (LG-ENS – UMR 8538, Paris)

La compréhension de la structure et du fonctionnement des écosystèmes est au cœur des enjeux actuels dans le cadre de l’accélération et de l’intensification des forçages internes ou externes (climat, usage des sols, pollution, biodiversité, cycles biogéochimiques). Elle nécessite le développement d’approches systémiques intégrées, permettant d’accéder aux interactions et couplages complexes (au sens de la dynamique non linéaire) entre les différents compartiments (les différentes “sphères”) et leurs interfaces (sols, écotones, sociétés). L’interaction des échelles biologiques (du gène à l’écosystème), temporelles (de l’ancien - période historique - à l’actuel et à la scénarisation du futur) et spatiales (du local au global), dans leurs singularités et leurs universalités, requiert des itérations continues entre mesures in situ, ex situ et modélisation, afin d’accéder aux impacts des changements dans toute leur dynamique. Les questions liées notamment aux concepts de socio-écosystèmes, à l'emboîtement des échelles, à la dynamique non linéaire (effets de seuil, ruptures, transitions, adaptation, résilience) ainsi que celles liées à la caractérisation des forçages, à l’utilisation de ces forçages pour appréhender les temps de réponse caractéristiques des écosystèmes aux perturbations, et le cas échéant leurs trajectoires d'évolution, pourront être au cœur des enjeux de l’atelier.

Cela implique de collecter des données d’observation et d’expérimentation sur les systèmes allant de la molécule  au biome; de définir les relations de cause à effet entre des processus biotiques et abiotiques, qui souvent ne se déroulent pas tous à la même vitesse ; de définir les rétroactions biotiques-abiotiques dans leur durée, leurs effets cumulatifs et leurs conséquences spatiales ; d’évaluer les seuils critiques de basculement des écosystèmes dans le contexte du changement climatique actuel et de pression croissante des sociétés sur les écosystèmes. Cela implique également une modélisation dynamique des systèmes complexes intégrant les différentes échelles temporelles et spatiales.

Exemples de cas d’études ou de questions

• Cycles biogéochimiques et changements climatiques: comment mesurer les rétroactions ? A-t’on déjà les méthodes ou faut-il en inventer ? 
• Adaptation des écosystèmes aux changements globaux : doit-on agir avec des technologies “innovantes” ou promouvoir les rétroactions naturelles ?  
• Les données incomplètes du passé peuvent-elles aider à comprendre la complexité actuelle ? 
• Peut-on modéliser des rétroactions sans lien avec des données mesurées ? Les modèles sans les données ne sont-elles que fientes de l’esprit (un simple déchet ou un fertilisant?) ?
• Jusqu’à quel point est-il nécessaire de connaître les mécanismes ? Jusqu’à l’échelle moléculaire pour comprendre la dynamique des écosystèmes ?  A quoi cela sert-il d’empiler des données ?

Mots clés : processus, interactions, rétroaction, (paléo-) biodiversité, (socio-) écosystème, modélisation, changement d’échelle

CS INEE : Laurent Memery

CNRS-INEE : Dominique Joly, Gilles Pinay

CONSULTER LES CONTRIBUTIONS : https://prospectives21.sciencesconf.org/browse/session?sessionid=63844