Effets du pâturage et de la sécheresse, seuls ou combinés, sur le fonctionnement biogéochimique et la résilience des tourbières pyrénéennes

Les tourbières sont des écosystèmes clés assurant des fonctions essentielles : stockage du carbone, régulation de l'eau et conservation de la biodiversité. Bien qu'elles ne couvrent que ~3 % des terres émergées, elles stockent jusqu'à 30 % du carbone organique des sols et abritent une biodiversité unique. Elles jouent un rôle central dans la régulation de l'eau, leur fonctionnement dépendant des interactions entre conditions hydrologiques, dynamique végétale et processus biogéochimiques. Dans les Pyrénées, les tourbières de montagne sont très sensibles au changement climatique en raison de leur dépendance à l'eau. Elles coexistent souvent avec un pâturage extensif, créant des interactions complexes entre pressions climatiques et anthropiques. Le pâturage modifie la végétation et la biomasse, tandis que le piétinement et le tassement des sols perturbent les conditions hydrologiques et les cycles du C, N et P. Parallèlement, la hausse des températures et les changements des précipitations augmentent la fréquence des sécheresses, menaçant la stabilité des bryophytes (ex. Sphagnum), essentielles pour les cycles biogéochimiques. Les effets combinés du pâturage et de la sécheresse ne peuvent être considérés indépendamment : une baisse de la nappe phréatique modifie le fonctionnement des plantes, les échanges de GES et les transformations des nutriments. Les changements de végétation et la compaction de la tourbe induits par le pâturage peuvent amplifier les effets de la sécheresse ou réduire la récupération. Ce projet de thèse vise à étudier comment le stress hydrologique et le pâturage interagissent pour affecter les cycles du C, N et P et la résilience des tourbières. Il repose sur quatre objectifs : 1. Caractériser les cycles du C, N et P selon des gradients environnementaux, hydrologiques et anthropiques, en intégrant des données de surveillance (jusqu'à 10 ans) et de nouvelles mesures. 2. Déterminer l'impact du pâturage sur ces cycles avec un focus sur les changements de végétation, la compaction de la tourbe et l'hydrologie. 3. Évaluer les interactions sécheresse-pâturage pour comprendre leur impact sur le fonctionnement et la récupération des écosystèmes. 4. Identifier des indicateurs de vulnérabilité et de résilience en intégrant les réponses hydrologiques, biogéochimiques et végétales. Les méthodes mises en œuvre vont combiner: • l'analyse de données existantes (réseau pyrénéen : France, Espagne, Andorre) incluant >10 ans de mesures hydrologiques, climatiques, végétales et de GES (CO₂, CH₄, N₂O). • des campagnes de terrain pour mesurer les flux de GES et collecter des sondages de tourbe • l'acquisition de nouvelles données sur le cycle de l'azote : quantification de la fixation biologique de N, émissions de N₂O et potentiel de dénitrification via campagnes de terrain et incubations en labo. • l'évaluation des impacts de la sécheresse sur la végétation avec observations in situ, télédétection et expériences en labo. • l'intégration des réponses via modèles statistiques et mécanistes. Les résultats attendus sont • Une caractérisation régionale des cycles du C, N et P des tourbières de montagne • Une meilleure compréhension des interactions pâturage-sécheresse sur les cycles biogéochimiques • Des indicateurs de vulnérabilité et résilience pour les tourbières pyrénéennes. École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace Direction : Laure GANDOIS Financement : MSCA COFUND BEST