Appel à projet 2016 : l’heure du bilan...

Étude paléo-écologique de la Loue (projet ZAAJ « LOUPE »)

La Loue est une rivière Franc-Comtoise possédant une importante biodiversité qui supporte diverses activités économiques locales. Au cours des dernières décennies, cet écosystème s’est significativement dégradé et les mortalités piscicoles massives des années 2010-2015 sont apparues comme un signal d’alerte supportant la nécessité d’actions de conservation. Toutefois, l’identification de l’influence des activités anthropiques sur son état écologique reste limitée du fait du manque de données à long terme.

Le projet « LOUPE » rassemble des chercheurs du CARRTEL, de Chrono-environnement du LECA et de l’IPGP. Il vise à combler ce manque par le biais de l’étude d’une séquence sédimentaire échantillonnée en tête de bassin. Celle-ci permettra de reconstituer la dynamique temporelle 1) de différentes espèces indicatrices (Salmonidae, invertébrés, champignons, algues), 2) des différents contaminants (composés organiques persistants), 3) relier 1) et 2) à l’évolution des pratiques agricoles sur le bassin versant.

Le couplage d’outils de biologie moléculaire et isotopiques en association avec l’étude de contaminants représente un caractère innovant à même de fournir un nouvel éclairage sur l’évolution temporelle du méta-écosystème de la Loue et de son bassin versant. L’échantillonnage de la carotte de sédiment a été effectué en Avril 2016 et l’ensemble des analyses sont actuellement en cours. Les premiers résultats seront obtenus au cours du premier trimestre 2017.

Participants : Frossard V, Etienne D, Rocchi S, Curt-Grand-Gaudin N, Tissot N, Rius D, Millet L, Verneaux V, Gaillardet J

Contact : Victor Frossard, UMR CARRTEL

Monitoring écotoxicologique des milans royaux

L’analyse en 2016 des données collectées en 2015 avait pour but de cibler certains paramètres de santé et de les mettre en relation avec l’exposition aux ETMs (Cd, Pb, Hg) et aux anticoagulants rodenticides :

• la longueur des télomères (partenariat avec les Dr François Criscuolo et Sandrine Zahn de l’IPHC de Strasbourg)
• les concentrations en corticostérone (Dr Tom Pottinger, Center for Ecology & Hydrology, Royaume-Uni)
• la biochimie plasmatique ou la charge parasitaire sanguine (Plasmodium sp. Haemoproteus sp. et Leucocytozoon sp.) .
• les concentrations sanguines en éléments essentiels.

Les paramètres de biochimie plasmatique ont été analysés sur un Randox Daytona acquis grâce au soutien de la Région de Franche-Comté. Ces analyses ont été effectuées par Nicolas Bassin dans le cadre de son stage de Master 2 ECOS.

47 poussins avaient été échantillonnés dans les trois secteurs suivis depuis 2012.

Les résultats :

• Seul le mercure présente des concentrations sanguines supérieures à la valeur toxicologique de référence (i.e., 20 µg/L) chez 21% des individus.
• Parmi les anticoagulants, la bromadiolone est celui qui est mesuré le plus fréquemment (13% des individus) et aux plus fortes concentrations.
• Les concentrations en mercure et en plomb sont corrélées négativement avec la condition corporelle des juvéniles et avec les concentrations en corticostérone.
• Aucune relation interprétable n’a été mise en évidence entre l’exposition des poussins et les paramètres de biochimie plasmatique.
• Les analyses parasitaires montrent que seuls 2 poussins sont parasités, l’un par Leucocytozoon toddi, l’autre par Plasmodium relictum.
• Concernant les éléments essentiels, le calcium est corrélé positivement avec la condition corporelle et le sodium avec la longueur des télomères.

Si les résultats obtenus ne démontrent pas de signes de toxicité évidents sur la santé des poussins de milans, la question de l’effet du Hg, en interaction avec l’exposition au Pb reste ouverte.

Participants : Nicolas Bassin, Thibaut Powolny et Michael Cœurdassier

Contact : Michael Cœurdassier, Chrono-environnement

Chalain : Premières datations absolues

Les fouilles effectuées au début des années 2000 sur les bords du lac de Chalain ont montré la richesse exceptionnelle de ce site en vestiges palafittiques datés du Néolithique et de l’âge du Bronze, avec de nombreux villages construits à l’aide de pieux de bois entre 3800 et 800 avant J.C. Un nouveau projet de recherche a été initié en 2015 par un groupe du Laboratoire Chrono-environnement, en collaboration avec l’Université de Genève, pour explorer les archives sédimentaires accumulées au fond de la cuvette du lac et compléter les recherches archéologiques menées sur les rives du lac. Deux sondages ont été réalisés au fond du lac en octobre 2015.

En 2016, nous avons procédé à l’ouverture des carottes correspondant à ces deux sondages pour établir avec précision la lithostratigraphie et engager les mesures de la susceptibilité magnétique (Laboratoire Chrono-environnement) et l’analyse XRF des deux séquences sédimentaires (Laboratoire Edytem, Université de Savoie).

L’identification du niveau de cendres volcaniques du Laachersee (daté à 10 864 avant J.C) sous une couche de sédiments silto-argileux gris caractéristiques du Dryas récent dans les séquences lacustres jurassiennes, indique que ces deux sondages couvrent en continu l’intégralité de l’interglaciaire Holocène commencé il y a 11 700 années. Les mesures de la susceptibilité magnétique ont permis d’établir un master core pour chacun des deux sondages à partir des deux carottes jumelles constituant chacun des sondages, de façon à obtenir une référence pour l’échantillonnage des carottes.

Pour préciser la chronologie des deux séquences obtenues, une série de dix échantillons constitués de matériaux organiques d’origine terrestre (pour éviter l’effet d’eau dure) a été prélevée tout au long de ces carottes pour datation radiocarbone. Etant donné la rareté des macrorestes organiques dans les carottes et le faible poids des matériaux qui ont pu être prélevés, les échantillons ont été envoyés au LSCE (Gif/Yvette) pour être mesurés par Micro CArbon DAting System (MICADAS). Il s’agit d’un nouvel équipement qui permet depuis peu de dater de très petits échantillons (de quelques centaines de µg à quelques dizaines de µg). La séquence sédimentaire Holocène du lac de Chalain offre ainsi l’opportunité de tester cet équipement qui pourrait notamment intéresser à moyen terme la datation des parties inférieures des séquences lacustres jurassiennes, antérieures à l’interstade tardiglaciaire (14700 cal BP) et particulièrement pauvres en matériaux organiques (phase de la déglaciation).

Contact : Michel Magny, Chrono-environnement

Voir aussi : Remplissages sédimentaires du lac de Chalain

Prospections subaquatiques des lacs de Saint-Point et Remoray

Le projet de prospections subaquatiques des lacs de Saint-Point et de Remoray, situés à près de 850 m d’altitude, vise à documenter l’occupation anthropique de leurs rives de la préhistoire à nos jours. Ces recherches se basent sur des études documentaires, historiques, photographiques et des témoignages oraux. Elles viennent compléter les nombreuses études paléo-environnementales et les prospections terrestres en cours dans ce secteur de la haute chaîne du Jura. Cette étude s’inscrit également dans la continuité du programme pluridisciplinaire franco-suisse « ArchéoPal Haut Jura » (2015) et du Dispositif d’observation "Histoire des paysages jurassiens" de la ZAAJ.

Une équipe de 6 plongeurs a prospecté les plates-formes littorales lacustres de ces deux lacs pendant 4 semaines (une en octobre 2015 et trois en octobre 2016) à la recherche de traces de vestiges anthropiques. Cette prospection a mis en évidence, entre autres découvertes :

• de nombreux piquets sub-contemporains dans les tombants des beines tout autour du lac de Saint-Point, correspondant à des perches utilisées par les pécheurs pour stabiliser leurs embarcations.
• des aménagements de pontons et limites de berges contemporains, mis en évidence par juxtaposition du relevé des alignements de piquets arasés au nord du lac de Saint-Point et de la carte cadastrale.
• un cordon continu de pierres suivant la courbe de la rive Sud du lac de Saint-point, au lieu-dit « la voie des planches », qui suggère une voie de passage reliant le village de Malbuisson et l’Abbaye du Mont-Sainte-Marie datant du XIIème siècle. Des datations radiocarbone sont en cours d’analyse.

Nous prévoyons de compléter ces études par la prospection subaquatique des zones qui n’ont pas pu être explorées en 2015/2016, dans le lac de Saint-point et la rivière du Doubs, et de réaliser une coupe transversale dans l’empierrement reconnu au Sud du lac pour mieux comprendre son origine.

Contacts :
Agnès Stock, Chrono-environnement
Michel Magny, Chrono-environnement

Équipement eddy covariance de la tourbière de Frasne

La station de recherche de Frasne a été mise en place en 2008 dans le cadre d’un programme de recherche de l’ANR et a été ensuite pérennisée comme étant l’un des 4 sites du Service National d’Observation (SNO) "Tourbières" et l’un des observatoires emblématiques de la Zone Atelier Arc Jurassien.

Consacrée, comme les autres sites du SNO Tourbières, à l’étude de "l’impact des changements globaux sur la fonction puits de carbone des tourbières tempérées", elle a déjà fourni plus de 5 millions de données physico-chimiques dont la bancarisation est en cours. Elle nécessite des mises à jour régulières des équipements en place et l’ajout de nouveaux matériels destinés à la mesure des flux de carbone.

Les financements apportés en 2016 par la ZAAJ, l’OSU Theta et le SNO tourbières ont permis d’implanter

• un nouveau ponton de recherche destiné à accueillir une tour à flux (mesure des flux de carbone par Eddy covariance)
• une centrale d’acquisition de données physico-chimiques
• une unité de production d’électricité solaire (équipements financés par la Région Franche-Comté).

En 2016, le système d’eddy covariance a été acheté et testé à Montbéliard tandis que le dossier d’implantation a été présenté devant le CSRPN et approuvé par la Région. Le ponton a été construit en septembre et les premiers panneaux solaires (ci-contre) installés en décembre.











Contact : Daniel Gilbert, Chrono-environnement

Approche fonctionnelle et phylogénétique des interactions entre les communautés de plantes et d’orthoptères des prairies du Jura (projet ZAAJ OrthoPlant)

La distribution des traits, des gènes et des interactions a une importance fondamentale pour comprendre l’impact des pratiques agricoles sur les écosystèmes prairiaux afin d’en améliorer la gestion. Le système plantes-orthoptères constitue un bon modèle pour l’étude des interactions entre consommateurs et producteurs primaires et de leur diversité fonctionnelle. Le travail de post-doc de Bertrand Fournier (financé par la Région Franche-Comté) prolonge la thèse de Leslie Mauchamp, en valorisant les données récoltées dans le cadre du projet BioGEcoP (Biodiversité et Gestion des Ecosystèmes Prairiaux) dans les prairies de l’Arc Jurassien.

L’objectif de ce projet de recherche post-doctorale était de caractériser la structure du réseau de co-occurrences entre les espèces de plantes et d’orthoptères des prairies du Jura français ainsi que les effets des pratiques agricoles sur ce réseau. Les données floristiques, faunistiques, pédologiques et agronomiques récoltées dans le cadre du projet BioGEcoP ont été analysées en les complétant par une base de traits fonctionnels des orthoptères, afin de caractériser les associations positives entre plantes et insectes dans les méta-communautés.

Les diversités taxonomique, fonctionnelle et phylogénétique des communautés de plantes et d’orthoptères ont été comparées à différentes échelles et confrontées aux données environnementales et agronomiques afin de déterminer l’origine des patrons de diversité observés.

Deux articles issus de ces travaux sont actuellement acceptés :

• Multiple Assembly Rules Drive the Co-occurrence of Orthopteran and Plant Species in Grasslands : Combining Network, Functional and Phylogenetic Approaches
• Fournier B., Mouly A., Moretti M. & Gillet F. Contrasting processes drive alpha and beta taxonomic, functional and phylogenetic diversity of orthopteran communities in grasslands. Agriculture, Ecosystems & Environment, in press.

Participants : Bertrand Fournier, François Gillet, Arnaud Mouly, Leslie Mauchamp, François Dehondt, Frédéric Mora

Contact : François Gillet, Chrono-environnement

Impact du contrôle des pullulations de campagnols sur la biodiversité végétale des prairies (projet ZAAJ VoleVege))

L’étude préliminaire de 2015 se basait sur la comparaison de trois parcelles-test de prairies différant par l’intensité et la nature des mesures de lutte contre les campagnols, relevées environ un mois après la première coupe. En 2016, une seule parcelle a pu être revisitée avant la première coupe (les deux autres parcelles ayant déjà été fauchées) afin de comparer le relevé effectué dans des conditions optimales avec le relevé de 2015. La comparaison montre que le recouvrement relatif des espèces caractéristiques des prairies de fauche est nettement plus important avant la première coupe (47% le 1/07/2016) qu’après (27% le 5/08/2015), mais les changements dans la composition floristique qualitative sont minimes : 4 espèces observées uniquement en 2015 et 7 uniquement en 2016 pour une richesse spécifique de 27 et 30, respectivement. Même s’ils concernent une seule parcelle, ces résultats seront utiles à la vérification du modèle DynaGraM simulant les changements journaliers de biomasse des espèces herbacées dans une prairie gérée.

Les trois parcelles-test montrant peu de différences de diversité végétale malgré les contrastes dans les pratiques de gestion, une autre stratégie devra être mise en place pour ce projet. Dans cette perspective, une prospection a été menée dans les prairies de fauche de montagne réputées parmi les plus diversifiées de Franche-Comté. Quatre relevés phytosociologiques ont été effectués sur les communes d’Aubonne, Bulle et Boujailles, dans des prairies dont la richesse et la typicité floristiques sont demeurées exceptionnellement intactes. Il conviendra de mettre en relation cet excellent état de conservation de la diversité végétale avec les pratiques agricoles qui le favorisent, notamment en lien avec la gestion des populations de campagnols.

Les données continuent à alimenter la base de données Phytobase.

Participants : François Gillet, Patrick Giraudoux, Geoffroy Couval, Arnaud Mouly

Contact : François Gillet, Chrono-environnement

Voir aussi : VoleVege : campagnols prairiaux et biodiversité végétale

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Bilan de l’appel à projet 2015
Bilan de l’appel à projet 2014