Offre de Stage M1 sur l’Impact du Cerisier Tardif sur la Physiologie du Hêtre Commun

Le contexte du stage est celui des invasions biologiques, un thème qui est particulièrement d’actualité en contexte de changements globaux et de mondialisation. Les invasions biologiques sont en effet rapidement devenues l’un des problèmes écologiques les plus coûteux à l’échelle de la planète, puisqu’elles peuvent profondément affecter l’agriculture et la sylviculture, altérer le fonctionnement des écosystèmes et des agrosystèmes, propager de nouvelles maladies et, plus généralement, interférer avec les activités humaines.

Dans une étude récente, Aerts et al. (2017) ont montré que la présence du cerisier tardif Prunus serotina Ehrh., espèce native des États-Unis, affectait la teneur en nutriments des espèces ligneuses co-occurrentes de la zone envahie, et notamment la teneur en azote foliaire du hêtre commun Fagus sylvatica L. en Forêt Domaniale de Compiègne. L’objectif du stage proposé est donc d’approfondir ces résultats et notamment d’étudier l’impact de P. serotina sur le métabolisme azoté et la dynamique de croissance de F. sylvatica.

Dans les zones envahies et non envahies de différent massifs forestiers du nord de la France, les performances (i.e. croissance), les traits fonctionnels foliaires (e.g. photosynthèse, SLA) et les paramètres physiologiques associés au métabolisme carboné (e.g. teneur en sucres) seront analysées chez F. sylvatica. Ces données permettront de mieux comprendre l’impact des espèces exotiques envahissantes sur le fonctionnement des écosystèmes envahis.

Pour mener à bien l’objectif énoncé, la personne recrutée : (1) participera avec l’appui de ses encadrants au design du protocole expérimental; (2) aidera à la planification et à l’organisation des expériences sur le terrain; (3) participera à l’acquisition des données sur le terrain, au prélèvement d’échantillons en forêt et aux analyses en laboratoire; (4) saisira et assurera la qualité des données; (5) et analysera les résultats.

La personne recrutée sera encadrée dans ses missions et dans la rédaction de son mémoire par ses responsables de stage.

Profil recherché : Master 1 ou Licence, avec un intérêt pour les sciences biologiques et naturalistes, travaillant de façon autonome et consciencieuse. Ce stage comporte des travaux à la fois en laboratoire et sur le terrain, il sera donc attendu un(e) candidat(e) ayant un intérêt certain pour le terrain. Des connaissances en physiologie végétale et écophysiologie sont recommandées.

Financement : Une gratification de stage de 577 EUR/mois est assurée dans le cadre du projet ISCARIOT piloté par Thomas Kichey et financé par la SFR Condorcet.

Structure d’accueil : EDYSAN (UMR 7058 CNRS-UPJV).

Encadrants / contact : Thomas Kichey – thomas.kichey@u-picardie.fr – Tél : +33 3 22 82 76 49

Durée du stage : 2 à 3 mois, printemps-été 2019.

Candidature : Pour candidater, envoyez un CV et une lettre de motivation adressée à l’encadrant principal.

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Offre de Stage M2 en Traitement du Signal LiDAR : Apport de la Technologie LiDAR dans la Modélisation du Microclimat Sous Couvert Forestier

La technologie LiDAR (Light Detection And Ranging) est aujourd’hui très utilisée en écologie forestière car elle permet d’obtenir des images très détaillées de la structure tridimensionnelle du système étudié, surtout lorsque celui-ci est complexe. C’est notamment le cas des sylvosystèmes (écosystèmes forestiers gérés par la main de l’homme) dont la complexité de la structure verticale du couvert végétal (points classés végétation) s’ajoute à la complexité du modelé du terrain (points classés sol). Les signaux enregistrés lors d’un relevé LiDAR, qu’il soit aéroporté type ALS (Airborne Laser Scanning) ou terrestre type TLS (Terrestrial Laser Scanning), sont des nuages de points géoréférencés dans un espace à 3 dimensions et dont la densité de points projeté au sol varie de 5 à plus de 50 par m². Le LiDAR aéroporté (ALS) permet d’obtenir des images couvrant plusieurs centaines de km² mais dont la densité de points sera beaucoup plus faible que les images issues d’un LiDAR terrestre (TLS) couvrant une zone beaucoup plus restreinte (e.g. 4000 m²).

Les exploitations numériques de ces images à très haute définition sont potentiellement très nombreuses et avec des applications directes et très concrètes. Citons, par exemple, la modélisation du microclimat sous couvert forestier (Lenoir et al., 2017). Le réchauffement climatique mesuré par les stations météo (c.-à-d. macroclimat) ne correspond pas nécessairement au réchauffement ressenti (c.-à-d. microclimat) par les organismes vivant au sein de leur habitat naturel, car le microclimat y est bien souvent découplé des fluctuations du macroclimat extérieur. Le stade de régénération des principales essences forestières à forte valeur commerciale dépend du microclimat dans le sous étage. La modélisation de celui-ci constitue donc un enjeu commercial et un défi de taille tant sur le plan numérique que calculatoire car elle nécessite d’importantes quantités de données à fines résolutions spatiale et temporelle. Les avancées technologiques en matière de télédétection et de miniaturisation des sondes à haute résolution/fréquence spatiale et temporelle (e.g. LiDAR et microsondes météo) permettent aujourd’hui de relever ce type de défi. En parallèle, le développement récent d’algorithmes numériques, déterministes ou non, utilisant des techniques d’algèbre linéaire numérique est considérable et préside à nombre de méthodes de traitement automatique des données.

Le stage proposé a pour objectif d’appliquer les méthodes numériques modernes adaptées à l’analyse fine des points classés végétation pour calculer des indices de densité foliaire comme le LAI (Leaf Area Index) (Bouvier et al., 2015) ou bien la reconstruction d’images hémisphériques (cf. photos hémisphériques avec objectif fish-eye) pour estimer la fermeture du couvert (Alexander et al., 2013). Ce type d’indice sert d’indicateur de pénétration de la lumière dans le sous-étage forestier et pourra notamment être utilisé en tant que variable explicative du microclimat sous couvert forestier. Afin d’atteindre ces objectifs, le ou la stagiaire disposera d’un ensemble de jeux de données, dont des images LiDAR à très haute définition (12 points par m2) ainsi que des données de température sous couvert forestier issue d’un réseau de 180 sondes installées sur l’ensemble du massif de la forêt domaniale de Compiègne. L’analyse des données pourra se faire sous le logiciel libre R au sein duquel il existe déjà des librairies permettant l’analyse de données issues du LiDAR, telles que la librairie gapfraction.

Profil recherché : Nous recherchons un(e) étudiant(e) intéressé(e) et motivé(e), au profil recherche et/ou ingénieur(e). Le candidat ou la candidate retenu(e) sera principalement encadré(e) par Jonathan Lenoir (CR CNRS) et en collaboration avec plusieurs membres écologues et pédologues de l’unité de recherche EDYSAN (Hélène Horen, Boris Brasseur, Guillaume Decocq, Emilie Gallet-Moron, Fabien Spicher) ainsi que Jean-Paul Chehab du LAMFA. Le candidat ou la candidate retenu(e) pourra également bénéficier de collaborations en cours avec Sylvie Durrieu et Samuel Alleaume de l’unité de recherche TETIS. Un fort intérêt pour les biostatistiques, la foresterie, les mathématiques, la programmation sous le logiciel libre R et la télédétection est recommandé. De bonnes bases et connaissances dans un ou plusieurs de ces domaines sont souhaitées mais non obligatoires car ces compétences pourront être acquises ou renforcées au cours du stage.

Période de stage : Stage recherche/ingénieur de 6 mois pouvant démarrer dès Janvier 2019 ou Février 2019.

Financement : Une gratification de stage de 577 EUR/mois est assurée dans le cadre du projet ALLIANcE piloté par le Professeur Jean-Paul Chehab. Ce projet a pour ambition de réunir écologues et pédologues d’EDYSAN (UPJV, UMR) avec les spécialistes en mathématiques appliqués du LAMFA (UPJV, UMR) et du LMPA (ULCO, EA). L’objectif d’ALLIANcE est d’identifier et appliquer des méthodes numériques modernes pour une analyse fine de données forestières issues du LiDAR.

Institution d’accueil : EDYSAN (UMR 7058 CNRS-UPJV).

Encadrant principal : Jonathan Lenoir (CR CNRS).

Candidature : Pour candidater, envoyez un CV et une lettre de motivation adressée à Jonathan Lenoir (jonathan.lenoir@u-picardie.fr).

Wanted: Samples of Sycamore Maple

Dear friends and colleagues, I would like to make a new call for participation in sampling plant material. This time, it is about sampling leaves and seeds from sycamore maple (Acer pseudoplatanus) in both its native and non-native range. Although this fellow is native in most part of central Europe, it is considered invasive and even problematic in some parts of north-western Europe. In the UK, sycamore maple has a pretty bad reputation. In her book entitled “The Long, Long Life of Trees“, Fiona Stafford tells us the story of sycamore maple in the UK. As she wrote in her book:

Many rail companies now run special leaf-fall timetables from early October, routinely warning passengers that trains may arrive at their destinations up to three minutes later than shown. It is a response to a problem that hit the headlines in the 1990s […] As showers of moist leaves land on railway lines every autumn and become compressed, the slick-coated tracks can cause trains to skid. The clearance operation takes time and costs money […] But where do these annoying leaves come from? Mostly, it seems, from the sycamore tree […] Home-grown or imported, the sycamore’s adptable nature means that it will always be quick to rush in where other trees fear to tread“.

Acer_pseudoplatanus_2

Leaves and seeds from sycamore maple

A colleague of mine here in Amiens, Thomas Kichey, is leading a project on the invasion dynamic of sycamore maple. For that reason, we need samples (leaves and seeds: see picture above) from as many different locations as possible to cover its geographic range (see maps below). We would be very grateful if you could help us in this endeavor, especially if you are located in a region where sycamore maple is considered invasive (Australia, New-Zealand, USA, etc.). We have two different protocols whether it is fall (seed sampling) or spring (leaf sampling) time in your area. For us  in France, right now, it is time for seed sampling but if you are in Argentina or in New-Zealand, you can sample fresh leaves for us. This is the beauty of having two hemispheres.

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Native range of sycamore maple in Europe and occurrences beyond its native range

Acer_pseudoplatanus_occurrences

Occurrences of sycamore maple registered in GBIF

Leaf sampling design of sycamore maple at spring

We recommand to sample leaves in natural populations of sycamore maple (i.e. in naturally regenerated stands, i.e. a public forest – no park, no private garden).

For each sample considered as a population ex-nihilo (i.e. forest), 2 fresh leaves (~20 cm2 leaf blade) are collected on 20 adult trees throuhout a woodland patch or a larger forest stand (pairwise distance between individuals ~30 m) and stored in a paper bag (or in between journal paper sheets). We recommend using separate paper envelopes to store the 2 leaves of a given individual tree. Label each envelope/sample with:

  • the 2-digits country code (https://www.worldatlas.com/aatlas/ctycodes.htm);
  • the first 3 first letters of the sampled area (cf. name of the woodland patch or forest stand or the closest town/city near the sampled location, i.e. the population);
  • the 2 digits corresponding to the iterative number of the individual sampled – if each individual is located by GPS.

e.g. FR – HIR – 01 = first individual collected in Hirson forest, France

Optional: when possible, locate the sampled trees with a GPS, coordinates are to be sent with the samples. You can write coordinates in latitude/longitude format (WGS84) directly on the envelope.

The 20 (optimally) envelopes/samples collected in one forest patch or population are pooled in one larger envelope labeled with:

  • the name of the sampler and/or his/her e-mail (e.g. thomas.kichey@u-picardie.fr);
  • the sampling state (e.g. France – FR);
  • the population id (e.g. Hirson – HIR);
  • GPS population location (e.g 49°57’4.54″N; 4° 8’9.28″E – could be extracted from GoogleEarth).

The samples can be sent to:

Thomas Kichey
Université de Picardie Jules Verne – UFR Sciences
Unité EDYSAN Ecologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés (UMR CNRS 7058)
33 rue Saint-Leu
80000 AMIENS
FRANCE

A photo of the sampled stand can be sent by email to: thomas.kichey@u-picardie.fr

Seed sampling design of sycamore maple (Acer pseudoplatanus L.), at fall

We recommand to sample seeds in natural populations of sycamore maple (i.e. in naturally regenerated stands, i.e. a public forest – no park, no private garden).

For each population, about 100 mature seeds are collected on the ground below an adult tree (or in the branch of the adult tree) located in the middle of the stand and stored (dry) in an envelope or paper bag (one paper bag per stand).

Optional: when possible, locate the sampled trees with a GPS.

The samples collected in one tree are labeled with:

  • the name of the sampler and/or his/her e-mail (e.g. thomas.kichey@u-picardie.fr);
  • the sampling state (e.g. France – FR);
  • the population id (e.g. Hirson – HIR);
  • GPS population location (e.g 49°57’4.54″N; 4° 8’9.28″E – could be extracted from GoogleEarth).

The samples can be sent to:

Thomas Kichey
Université de Picardie Jules Verne – UFR Sciences
Unité EDYSAN Ecologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés (UMR CNRS 7058)
33 rue Saint-Leu
80000 AMIENS
FRANCE

A photo of the stand can be sent by email to: thomas.kichey@u-picardie.fr