Modélisation des trajectoires locales de Biodiversité en réponse aux Dynamiques Climatiques : quel avenir pour les communautés marines côtières des îles Kerguelen

1) Contexte scientifique :

L’évolution récente du climat de l’hémisphère sud a été marquée par des changements de circulation atmosphérique qui vont s’amplifier au cours du 21^ème siècle avec des modifications équivalentes dans l’océan et une migration vers le sud du front polaire océanique. A proximité du front polaire, les îles subantarctiques françaises concentrent une biodiversité exceptionnelle dont la valeur patrimoniale a conduit à la création de la réserve des Terres australes françaises classée à l’UNESCO. Situés à l’interface terre-océan, les écosystèmes marins côtiers de ces îles restent peu étudiés alors qu’ils constituent des milieux complexes et écologiquement riches confrontés aux effets cumulés des changements climatiques et océaniques [1]. L’influence des types de circulation a été démontrée sur les variables atmosphériques et océaniques côtières mesurées aux Kerguelen [2], le plus grand des archipels subantarctiques français. Pour autant, les trajectoires locales de biodiversité restent encore mal cernées alors que de fortes hétérogénéités régionales sont attendues [3]. Une meilleure compréhension de ces changements [4] et de leurs impacts sur la biodiversité [5] est nécessaire et implique de tenir compte des déterminants écologiques qui modulent la réponse des espèces [6]. La récente prospective polaire du CNRS [7] invite à ne plus traiter ces problématiques en silo mais par des approches multidisciplinaires. Dans ce but, le projet de thèse MoBiDyC propose une approche multidisciplinaire innovante combinant sciences du climat, océanographie côtière et écologie marine afin de modéliser, prédire et cartographier les trajectoires locales de biodiversité aux Kerguelen en réponse aux changements environnementaux.

2) Objectifs de la thèse :

Le projet MoBiDyC a pour objectif de développer des modèles de réponse de la biodiversité au changement climatique à fine échelle spatiale, en ciblant les espèces clé des écosystèmes marins côtiers des Kerguelen, modulés par leur position dans leur niche climatique et la connectivité spatiale entre leurs aires de distribution. Le projet permettra de cartographier et prédire de façon fine les trajectoires locales de biodiversité pour différents scénarios climatiques suivant trois objectifs opérationnels.

Objectif 1. Quel est l’impact local des changements selon les différents scénarios d’évolution climatique jusqu’à 2100 ? Alors que des modèles d’évolution climatique existent à l’échelle de l’océan Austral, l’objectif est d’obtenir des données climatiques suffisamment réalistes pour alimenter les modèles d’impact sur la biodiversité explicitement sensibles aux variations climatiques et intégrant les observations océanographiques locales. L’hypothèse est que l’impact local présente des variations spatio-temporelles dépendant de la configuration locale du continuum terre-mer.

Objectif 2. Comment la réponse des espèces aux changements environnementaux est-elle modulée par leur position dans leur niche climatique ? La résilience des espèces peut varier en fonction de leur position dans leur niche climatique, selon que les populations sont en marge (plus vulnérables) ou au cœur de leur niche (plus résilientes). L’objectif est d’avoir une meilleure caractérisation des trajectoires locales de biodiversité à fine échelle spatiale en fonction de leur sensibilité climatique. L’hypothèse est que les espèces côtières présentes à Kerguelen se trouvent en limite de leurs niches climatiques et soient donc vulnérables au réchauffement climatique.

Objectif 3. Les Kerguelen constituent-elles une zone refuge ou une zone à risque pour les espèces subantarctiques côtières dans un contexte de changement climatique ? La vulnérabilité et la résilience des espèces dépend aussi de la connectivité spatiale entre les îles subantarctiques, les espèces étant plus vulnérables si leur distribution spatiale est restreinte et/ou isolée des autres îles. L’objectif sera ici d’intégrer la connectivité spatiale entre les aires de distribution afin d’affiner et cartographier la réponse des espèces. L’hypothèse est que les espèces endémiques ou aux distributions à faible connectivité sont plus à risque.

Université de Bourgogne Europe

Laboratoire d'accueil : BIOGEOSCIENCES

Connaissances et compétences requises :

Le ou la candidat(e) devra posséder des connaissances en écologie marine et être familiarisé(e) avec les concepts de niche climatique et de connectivité spatiale. Il ou elle devra être capable de maîtriser les outils SIG (ArcGIS ou QGIS), pouvoir comprendre et apprendre à utiliser les programmes de modélisation de niche écologique. Des compétences en programmation sous R ou python seront nécessaires.