Lake ecosystem functioning and carbon sequestration in the Anthropocene
Fonctionnement des Écosystèmes Lacustres et Séquestration du Carbone à l’Anthropocène
Résumé
The research focuses on long-term carbon transfers and transformations within lake-watershed systems, as well as along the terrestrial-aquatic continuum. The approach combines the analysis of lacustrine sedimentary archives, limnological monitoring data, and numerical modeling to reconstruct the evolution of lake dynamics as well as carbon fluxes, stocks, and sources. Lakes, as integrators of material fluxes at the watershed scale, and their sediments, as geological archives, allow the tracing of carbon cycle evolution over timescales ranging from centuries to millennia. An integrated approach has been developed, incorporating sedimentary archives and two complementary models: a revised semi-empirical erosion model (RUSLE) to quantify carbon transfers from watersheds, and a hydrodynamic and ecodynamic model (GLM/AED2) to analyze primary production and carbon sequestration in lakes. Applied to Alpine lakes via the Lakes Observatory (OLA), this work enables both retrospective analyses and future projections, addressing the needs of lake managers and facilitating dialogue between paleolimnologists and global carbon cycle modelers.
Les travaux menés visent à analyser le fonctionnement des lacs ainsi que les transferts et la transformation du carbone (C) au cours de l’anthropocène, à la fois dans les systèmes lac-bassin versant et le long du continuum terre-océan-atmosphère (LOAC). L’approche repose sur le couplage d’archives sédimentaires lacustres, de données limnologiques et de modélisation numérique, et permet d’analyser les impacts des perturbations telles que l’érosion des sols, l’eutrophisation et au réchauffement climatique sur des échelles décennales et centennales, voir sur des milliers d’années. Une approche intégrée a été développée, incluant les archives et modèles nuémriques : un modèle semi-empirique d’érosion (RUSLE) pour quantifier les transferts de sols et de carbone depuis les bassins versants, et un modèle hydrodynamique et écodynamique lacustre (GLM/AED2) pour étudier l’évolution de l’état et du fonctionnement du lac, notamment l’oxygène dissous et l’accumulation de carbone. Adaptés à des échelles de temps long, cette approche permet de reconstituer les conditions naturelles non altérés et d’explorer la perturbation anthropique du fonctionnement des lacs et du cycle du carbone. Ces travaux, appliqués notamment aux lacs pilotes alpins de l'Observatoire des Lacs (OLA) permettent à la fois des analyses rétrospectives et des projections futures, soutenant ainsi les gestionnaires et favorisant les échanges avec les communautés scientifiques sur le cycle global du carbone.
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