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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques des Ecosystèmes Limniques

UMR CARRTEL

Centre Alpin sur les Réseaux Trophiques et Ecosystèmes Lacustre

SUJET DE THESE en paléolimnologie / PhD opportunity : Paleolimnology / Carbon sequestration

18 juillet 2018

SUJET DE THESE en paléolimnologie / PhD opportunity
"Rôle de la productivité primaire dans le contrôle de la séquestration de carbone par les lacs aux échelles régionales et globale durant l’Anthropocène : couplage des approches paléolimnologiques, éco-génomiques et pigmentaires " "Role of primary productivity in the control of carbon sequestration by lakes at regional and global scales during Anthropocene: coupling of paleolimnological, eco-genomic and pigmentary approaches"

Offre de sujet de thèse

 

Le CARRTEL (INRA, Université Savoie Mont Blanc, France) recherche un(e) candidat(e) pour un sujet de thèse dans le domaine de la paléolimnologie

 

Titre: Rôle de la productivité primaire dans le contrôle de la séquestration de carbone par les lacs aux échelles régionales et globale durant l’Anthropocène : couplage des approches paléolimnologiques, éco-génomiques et pigmentaires

 

Profil et compétences recherchées

Le candidat devra :
- présenter d’excellents résultats universitaires,
- posséder une solide formation en écologie aquatique, écologie théorique, biogéochimie, sciences environnementales

- démontrer un intérêt pour l’analyse de données : langage de programmation (e.g. R, Matlab, Python), modèles numériques et/ou statistiques
- démontrer un intérêt pour les approches moléculaires, des connaissances en biologie moléculaire (approches ADN environnemental sont un plus)

- montrer un intérêt envers les questions paléo-environnementales (le laboratoire d’accueil pouvant assurer la formation nécessaire aux travaux de thèse),
- faire état d'une grande curiosité scientifique afin d'appréhender l'aspect pluridisciplinaire du sujet.

 

Le dépôt des candidatures (incluant : une lettre de motivation, un CV, les copies de diplômes et notes de master et licence, le nom d’un référent)  doivent être soumis avant le 1er juin 2019 auprès des encadrants.

 

Co-encadrants :

Jean Philippe Jenny & Isabelle Domaizon

CARRTEL Limnology Center, France 

75 bis, avenue de Corzent – CS 50511 F-74203 Thonon-les-Bains cedex

Mail :  jean-philippe.jenny@inra.fr ;  isabelle.domaizon@inra.fr

Tél. : +33 (0)4 50 26 78 72

https://www.researchgate.net/profile/Jenny_Jean-Philippe/research

https://www.researchgate.net/profile/Isabelle_Domaizon2

 

Début de thèse : Septembre 2019

 

Présentation du projet doctoral

Résumé : Les eaux continentales de surface modifient et transfèrent de grandes quantités de carbone (C) provenant des bassins hydrographiques, contribuant de manière significative au cycle global du C et pouvant agir sur le climat1,2. La sédimentation continentale et océanique constitue le principal mécanisme de stockage à long terme du C exporté par les eaux intérieures. Pourtant, le stockage de C dans les sédiments continentaux (réservoirs, rivières, lacs) a reçu beaucoup moins d'attention que celui des sédiments marins, et les bilans, les voies et la dynamique de ce stockage restent mal compris à grande échelle, notamment concernant l’action de la productivité biologique dans la fixation du carbone1,3. De plus, les dynamiques à long terme sont encore mal évaluées, ce qui rend nécessaire le recours aux archives géologiques et à la modélisation.

 

L’étude biogéochimique (pigments, ADN) et géochronologique (e.g. 14C) des archives sédimentaires lacustres permet de documenter en continu, à une résolution annuelle ou pluriannuelles,  l’évolution de la séquestration de carbone par les lacs et la productivité algale sur des périodes de temps de l’ordre du siècle aux milliers d’années4. L’étude de ces archives permet également de documenter les sources des apports de C, liées d’une part aux sources externes qui dépendent du régime des transferts de matière depuis les bassins versants5 (C allochtone), et d’autre part à la productivité primaire lacustre6 (C autochtone). Cependant, on ne sait pas clairement comment ces sources respectives influencent l'efficacité du stockage à long terme, et il semble par conséquent urgent de traiter cette question, notamment concernant la contribution de la production primaire qui a reçu encore relativement peu d’attention à l’échelle globale sur des échelles de temps multi-décennales à centennales7.

 

Ce projet de recherche doctorale est par conséquent centré sur l'étude des facteurs de contrôle de la séquestration de carbone par les lacs sur le temps long, aux échelles régionales et globales. A travers une approche multi-échelles, nous proposons de consolider une base de données paléo-limnologiques (i.e. d’archives sédimentaires lacustres) globale et multi-proxy afin d’analyser les trajectoires historiques sur 300 ans de la production primaire pour 420 sites dans le monde et de déterminer quels groupes algaux ont porté la productivité primaire totale au cours du temps, et quels en ont été les effets sur les transferts de carbone et sa séquestration sédimentaire. Ce projet permettra d’aborder pour la première fois à ces échelles d’espace et de temps long la question de la dynamique des communautés biologiques en interaction avec les transferts de matière dans les systèmes bassins versants - lacs. Ce projet posera en outre les bases d’un modèle numérique adapté au temps long pour simuler la production primaire et les flux de carbone lacustres, qui s’appuiera sur les modèles déjà existants développés par le Pôle AFB-Irstea (c.f. Partenariats). Ce projet s’inscrira dans l’axe de recherche du CARRTEL sur les transferts de carbone en milieu lacustre.    

 

 

Références bibliographiques

1.   Regnier, P. et al. Anthropogenic perturbation of the carbon fluxes from land to ocean. Nat. Geosci. 6, 597–607 (2013).

2.   Maavara, T., Lauerwald, R., Regnier, P. & Van Cappellen, P. Global perturbation of organic carbon cycling by river damming. Nat. Commun. 8, 15347 (2017).

3.   Weyhenmeyer, G. Large differences in the efficiency of large lakes to transform nutrients and pollutants from the watershed. in (2018).

4.   Dearing, J. A. et al. Extending the timescale and range of ecosystem services through paleoenvironmental analyses, exemplified in the lower Yangtze basin. Proc. Natl. Acad. Sci. 109, E1111–E1120 (2012).

5.   Tranvik, L. J. et al. Lakes and reservoirs as regulators of carbon cycling and climate. Limnol. Oceanogr. 54, 2298–2314 (2009).

6.   Sobek, S. et al. Organic carbon burial efficiency in lake sediments controlled by oxygen exposure time and sediment source. Limnol. Oceanogr. 54, 2243–2254 (2009).

7.   Taranu, Z. E. et al. Acceleration of cyanobacterial dominance in north temperate-subarctic lakes during the Anthropocene. Ecol. Lett. 18, 375–384 (2015).

 

Sujet disponible au téléchargement : 

  

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PhD opportunity

 

CARRTEL – Limnology Center (University of Savoie, INRA, France) is offering the position of a PhD-Thesis in the field of

Paleolimnology / Carbon sequestration

 

Title: Role of primary productivity in the control of carbon sequestration by lakes at regional and global scales during Anthropocene: coupling of paleolimnological, eco-genomic and pigmentary approaches

 

Required qualifications:

- Completed master degree in aquatic ecology, biogeochemistry, environmental sciences, geosciences, or a related field.

- Good skills in scientific programming and eventually experience in HPC environments.

- demonstrate an interest in molecular biology (DNA approaches),

- show an interest in paleo-environmental issues (the host laboratory can provide the necessary training for the thesis work),

- Applicants should have excellent English language skills and enjoy working in an interdisciplinary team.

 

Applications including a cover letter, CV, copies of degree certificates and detailed results (MSc), and the names of one referee should be submitted until June 1, 2019 to the supervisors.

 

Co-supervisors :

Jean Philippe Jenny & Isabelle Domaizon

CARRTEL Limnology Center, France 

75 bis, avenue de Corzent – CS 50511 F-74203 Thonon-les-Bains cedex

Mail :  jean-philippe.jenny@inra.fr ;  isabelle.domaizon@inra.fr

Tél. : +33 (0)4 50 26 78 72

https://www.researchgate.net/profile/Jenny_Jean-Philippe/research

https://www.researchgate.net/profile/Isabelle_Domaizon2

 

 

Start date : September 2019

 

Description

Abstract: Inland surface waters modify and transfer large amounts of carbon (C) from watersheds, contributing significantly to the global C cycle and acting on the climate1,2. Continental and oceanic sedimentation is the main long-term storage mechanism for C exported by inland waters. However, the storage of C in continental sediments (reservoirs, rivers, lakes) has received much less attention than that of marine sediments, and the C-sources and the dynamics of C-sequestration remain poorly understood on a large scale, in particular concerning the action of biological productivity in carbon fixation1,3. In addition, long-term dynamics are still poorly evaluated, necessitating the use of geological archives and modelling.

 

The biogeochemical (pigments, DNA) and geochronological (e.g. 14C) study of lacustrine sedimentary archives enables the continuous documentation, at an annual or multi-year resolution, of the evolution of carbon sequestration by lakes and algal productivity over centuries to thousands of years4. The study of these sediment archives also makes it possible to document the sources of C inputs, associated to external sources that depend on C-eroded from watersheds5 (allochthonous C), and on lake primary production6 (Autochtonous C). However, it is unclear how these respective sources influence long-term C-sequestration, and it therefore seems urgent to address this issue, particularly with respect to the contribution of primary production that has received relatively little attention at the global scale over time scales multi-decadal to centennial7.

 

This doctoral research project is therefore focused on the study of control factors of carbon sequestration by lakes over long time, at regional and global scales. Through a multi-scale approach, we propose to consolidate a global and multi-proxy paleo-limnological database (ie of lacustrine sedimentary archives) in order to analyze the 300-years historical trajectories of primary production for 420 sites in the world and to determine which of the algal groups have contributed to total primary productivity over time, and what have been the effects on carbon transfer and its sequestration in sediments. This project will address for the first time on these scales of space and time the issue of the dynamics of biological communities interacting with the transfer of matter in lake -watershed systems. This project will also lay the foundations for a long-term numerical model to simulate primary production and lacustrine carbon fluxes, which will build on existing models developed by the AFB-Irstea Cluster. This project will be part of the CARRTEL research axis on carbon transfer in lakeside environment.

 

 

References

1.   Regnier, P. et al. Anthropogenic perturbation of the carbon fluxes from land to ocean. Nat. Geosci. 6, 597–607 (2013).

2.   Maavara, T., Lauerwald, R., Regnier, P. & Van Cappellen, P. Global perturbation of organic carbon cycling by river damming. Nat. Commun. 8, 15347 (2017).

3.   Weyhenmeyer, G. Large differences in the efficiency of large lakes to transform nutrients and pollutants from the watershed. in (2018).

4.   Dearing, J. A. et al. Extending the timescale and range of ecosystem services through paleoenvironmental analyses, exemplified in the lower Yangtze basin. Proc. Natl. Acad. Sci. 109, E1111–E1120 (2012).

5.   Tranvik, L. J. et al. Lakes and reservoirs as regulators of carbon cycling and climate. Limnol. Oceanogr. 54, 2298–2314 (2009).

6.   Sobek, S. et al. Organic carbon burial efficiency in lake sediments controlled by oxygen exposure time and sediment source. Limnol. Oceanogr. 54, 2243–2254 (2009).

7.   Taranu, Z. E. et al. Acceleration of cyanobacterial dominance in north temperate-subarctic lakes during the Anthropocene. Ecol. Lett. 18, 375–384 (2015).

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