Fabien GOGE

altIngénieur d'études (IE) CDD

CEFE/CNRS)
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

tél : +33 (0)4 67 61 32 74
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Domaine de recherche: Applications de traitements statistiques sur des données NIRS (Near Infrared Spectroscopy)

Responsable : Richard Joffre

L’analyse dans le proche infrarouge est une technique qui permet de connaître la composition chimique des aliments et matières premières beaucoup plus rapidement que les dosages biochimiques classiques. La fiabilité, le faible coût économique et la non destruction de l’échantillon ont permis à cette méthode de se répandre dans de nouveaux secteurs de recherche et industriels (chimie, agroalimentaire, écologie…). Les domaines de longueur d'onde de rayonnement attribués au proche IR sont 830- 2500 nm, mais certains instruments sont aussi capables de mesurer dans le visible 400 -800 nm. La gamme de l'infrarouge correspond aux harmoniques et aux bandes de combinaisons (somme de fondamentales) ce qui engendre des signaux moins intenses et des bandes plus larges. Il n'est plus possible dans ce contexte de faire de l'expertise comme dans le moyen Infrarouge, c’est à dire de relier directement un pic à une molécule. Par contre à l'aide d'outils statistiques élaborés, on peut faire :

* du qualitatif (déterminer si un produit est conforme ou non...),
* de l'identification (déterminer l'origine du produit, la texture...),
* de la quantification (quantifier des teneurs de constituant, doser...),
* de la détermination de changement (suivre et contrôler l'évolution d'un process...).

Mon principal travail consistait à traiter une base de données sur les sols de la France (RMQS). Le Réseau de Mesure de la Qualité des sols comprend 2200 sites localisés sur une grille régulière de 16×16 km recouvrant les 550 000 km² de la France Métropolitaine. Cette base de données comporte 4 types de données :

· physico-chimiques

· pédologiques (utilisation des terres, type de sol,…)

· microbiologiques (profils RISA)

· spectroscopiques (spectres VisNIR)

Mon travail consistait à explorer les relations entre ces divers ensembles de données. Dans un premier temps, des modèles de prédiction des propriétés physico-chimiques ont été construits à partir des spectres VisNIR en utilisant une approche classique, la PLS régression. Mais, le sol est un produit complexe à analyser par spectrométrie proche infrarouge (SPIR) dû aux interactions des phénomènes chimiques et physiques ainsi que la matrice minérale. Et ces approches PLS n’ont pas permis d’atteindre un seuil considéré comme réellement acceptable en routine dans un réseau de surveillance. D’autres approches statistiques ont donc été testées pour obtenir la meilleure qualité de modèles de prédiction: des approches non linéaires (LS-SVM), des méthodes locales (LWR, LOCAL, CARNAC) et des méthodes non paramétriques (Kernel, BRT). Les méthodes locales améliorent les prédictions et ont une complexité moindre par rapport aux autres types de modèles.

Un deuxième objectif était de décrire et comprendre la variation des données Vis NIR au niveau de la France. En premier lieu, les spectres ont été compressés par ACP et les coordonnées sur les premières composantes ont été krigées. Des cartes de la variation spectrale ont ainsi été obtenues. Ensuite, des arbres de régression ont été construits à partir de toutes les données disponibles (physico-chimiques, matériau parental, classification pédologique) pour prédire les coordonnées de l’ACP et ainsi savoir quelles informations contiennent les spectres VisNIR.

Enfin, un dernier objectif était de mettre en évidence un lien entre les spectres Vis NIR et les données RISA. Un modèle PLS 2 a été appliqué pour prédire les spectres Vis NIR à partir des données RISA et un lien entre ces 2 empreintes du sol a été, pour la première fois, mis en avant.

Logiciels : Matlab, R, Winisii, Access, Idrisi, Statistica

Méthodes Statistiques : Partial Least Square Regression, méthodes locales (LWR, LOCAL, CARNAC), Boosted Regression Tree, LS-SVM, Méthode non paramétrique (Kernel)

Publications :

Robin Pouteau, Serge Rambal, Jean-Pierre Ratte, Fabien Gogé, Richard Joffre, Thierry Winkel. Downscaling MODIS-derived maps using GIS and boosted regression trees: The case of frost occurrence over the arid Andean highlands of Bolivia, Remote Sensing of environment, 115 (2011), 117-129

Gogé Fabien, Joffre Richard, Jolivet Claudy, Ross Ian, Ranjard Lionel. Optimization criteria in sample selection step of local regression for quantitative analysis of large soil NIRS database, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 110 (2012), 168-176

Oula SHANIN

Doctorante

CEFE/CNRS
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5
 
tél : +33 (0)4 67 61 32 71
fax : +33 (0)4 67 61 33 36

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Thèse : Réponse des chênes méditerranéens et de leurs symbiontes fongiques à la sécheresse : Diversité et rôle des communautés ectomycorhiziennes.
02/10/2008 au 31/08/2011
   
Mes recherches portent sur la réponse des chênes méditerranéens et de leur symbiontes fongiques à la sécheresse : Diversité et  rôle des communautés Ectomycorhiziennes.
Les Symbioses mycorhiziennes sont essentielles pour les arbres, elles leurs permettent d’acquérir l’eau et les nutriments en conditions naturelles.

Les champignons ectomycorhiziens (ECM) améliorent l’efficacité d'absorption de l’eau et des nutriments des arbres par un réseau d’hyphes qui augmentent considérablement la surface explorée par les racines. Les ECM fournissent une vaste gamme d'effets bénéfiques pour l’arbre, et récupèrent en retour, des dérivés de produits photosynthétiques qui permettent leur accroissement.

Les communautés d’ECM sont caractérisées par une grande diversité de taxons qui sont associés à une variété de stratégies fonctionnelles et contribuent ainsi à la stabilité des écosystèmes forestiers.

Ainsi, en condition de déficit hydrique, les mycorhizes (ecto et endo) jouent un rôle important dans les réponses de leurs hôtes à la sécheresse.

Mes objectifs de recherche sont de mieux comprendre les mécanismes qui sont à l’origine de la variabilité de l'efficacité des symbiotes fongiques dans la réponse des plantes hôtes  au stress hydrique chez deux espèces d’hôtes modèles Quercus ilex et Quercus pubesens.

Articles

      Richard.F, Roy.M, Shahin O, Sthultz C, Duchemin M ,Joffre R , Selosse M.A. Ectomycorrhizal communities in a Mediterranean forest ecosystem dominated by Quercus ilex : Seasonal dynamics and response to drought. (accepté)

Mémoire

      Shahin O. (2008).Influence of the augmentation of aridity (hydric stress) on Quercus ilex L.ecosystem: Reponse of the ectomycorrhizal fungal communities. Mémoire de Master 2, Université Montpellier 2, France

Julien RUFFAULT

Post-Doctorant

CEFE/CNRS)
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

tél : 33 (0)4 67 61 32 92
fax : 33 (0)4 67 61 33 36

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Thèmes de recherche

Mes travaux portent sur modélisation à différentes échelles spatiales et temporelles de la réponse des écosystèmes en terme de fonctionnement (sècheresse, bilan carboné, répartition des espèces) et/ou de perturbations (incendies) aux changement globaux (climatiques et anthropiques). Mes études concernent principalement le bassin méditerranéen où les écosystèmes sont soumis à une forte contrainte hydrique et une pression anthropique importante.

My work focuses on modelling the dynamics of ecosystem functioning (drought, carbon balance) and perturbation
regimes (especially fire) at different spatial and temporal scales in a context of climatic and anthropic global changes. During my PhD, I studied water limited forested ecosystems located in the Mediterranean area.

Publications

Differential regional responses in drought length, intensity and timing to recent climate changes in a Mediterranean forested ecosystem. Ruffault J, Martin StPaul, Rambal S and Mouillot F. Climatic Change, 2012

Photosynthetic sensitivity to drought varies among populations of Quercus ilex along a rainfall gradient. Martin StPaul N, J-M Limousin, J Rodriguez-Calcerrada, J Ruffault, S Rambal, MG Letts and L Misson. Fonctionnal Plant Biology, 2012.

Documents (publications et manuscrit de thèse)

Voir le site : http://univ-montp2.academia.edu/julienruffault

 

 

 

 

Jesus RODRIGUEZ-CALCERRADA

Post-Doctorant

CEFE/CNRS
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

tél : 33 (0)4 67 41 21 38

fax : 33 (04) 67 61 33 36

jesus.rodriguez-calcerrada

Thèmes de recherche

Licencié en Biologie par l’Université Complutense de Madrid (Espagne), j’ai réalisé mes études de doctorat à l’Université Polytechnique de Madrid sur les aspects écophysiologiques des deux espèces de chêne (Quercus pyrenaica et Quercus petraea). Principalement, j’ai étudié les réponses des deux arbres aux interactions de la sécheresse et la lumière dans le sous-bois, et comment ces réponses peuvent servir à la gestion sylvicole des forets. Pendant ma thèse, j’ai approfondie sur les effets des facteurs abiotiques dans les processus physiologiques liés à l’assimilation de carbone et l’efficacité dans l’usage de l’eau par les plantes. Mes études ont inclus aussi d’autres espèces d’arborés, comme le Pinus canariensis, l'Ilex aquifolium, et le Fagus sylvatica.

Actuellement, je travaille dans un projet qui a pour objectif d’analyser les changements saisonniers de la respiration des feuilles par rapport a son âge et sa position dans la canopée, ainsi que le niveau de déficit hydrique des arbres (Quercus ilex) grâce a un système d’exclusion partiale de pluie mis en place depuis 2003. Cet information est nécessaire pour modéliser l’impact d’une probable augmentation de la température dans le futur et d’une diminution de la pluie sur les émissions de CO2 a travers la respiration. Parallèlement, j’étudie l’effet du stress hydrique sur la croissance des arbres, la régénération des plantules et la vigueur des rejets du chêne vert, et comment un traitement d’éclaircie peut mitiger l’impact de la sécheresse. Finalement, je collabore dans un projet sur les interactions entre plantes de Quercus ilex and Quercus pubescens et leur champignon mycorhiziens face une restriction d’eau.

Nicolas K. Martin-StPaul

alt

Doctorant

PhD defended at the CEFE the 30 of March 2012

 
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My work aims at understanding how trees and more generally forests are affected by environmental changes caused by humans. Because drought prone areas have substantially increased over the world during the last decades, I became particularly interested in the drought responses of trees.

The processes I study are typically ecophysiological and include plant and ecosystem gas exchanges, water relation in trees (safety and efficiency), biomass allocation in tree, cambial growth, and phenology.

My research focuses principally on Mediterranean and temperate species and involves both experiments and models. Based on field experiments I try to improve our mechanistic understanding of the plant responses to the environment. Then I reintegrate this knowledge into process based models of forest functioning to make them more operational in predicting the outcome of trees and forest in the future.

A last topic of my research is to evaluate the most likely effects of future climate change on forest. This involves reducing (or at least assessing) the uncertainties in our projections of trees and forests outcomes under climate change. In this topic, I work in close collaboration with climatologists. Together, we try to understand whether and how the uncertainties related to the dynamic simulation of climate (in term of model parameterization, model structure and the spatial resolution) affects the results of the simulations of trees and forests persistence.

I am now working as a Post-Doc with Paul Leadley, Christophe François and Eric Dufrêne at the University of Paris Sud (http://www.ese.u-psud.fr/rubrique94.html?lang=fr). Do not hesitate to send me an email: Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser., Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

 

Published and accepted peer-reviewed articles

Martin StPaul NK, Limousin JM, Rodríguez-Calcerrada J, Ruffault J, Rambal S, Letts MG & Misson L (2012) “Photosynthetic sensitivity to drought varies among populations of Quercus ilex along a rainfall gradient” Functional Plant Biology 39(1), 25--37.

Martin-StPaul NK, Limousin JM, Vogt-Schilb H, Rodriguez-Calcerrada J, Rambal S,  Longepierre D & Misson L (2013)  “The temporal response to drought in a Mediterranean evergreen tree: comparing a regional precipitation gradient and a throughfall exclusion experiment” Global Change Biology (in press).

Limousin JM, Misson L, Lavoir AV, Martin NK & Rambal S (2010) “Do photosynthetic limitations of evergreen Quercus ilex leaves change with long-term increased drought severity?” Plant Cell and Environment 33(5), 863-875.

Rodríguez-Calcerrada J, Limousin JM, Martin-StPaul NK, Jaeger C & Rambal S (2012) “Gas exchange and leaf aging in an evergreen oak: causes and consequences for leaf carbon balance and canopy respiration” Tree Physiology 32(4), 464--477.

Ruffault J, Martin-StPaul NK, Rambal S & Mouillot F (2013) “Differential regional responses in drought length, intensity and timing to recent climate changes in a Mediterranean forested ecosystem” Climatic Change 117(1-2), 103-117

Submitted articles

Rodríguez-Calcerrada J, Martin-StPaul NK, Lempereur M,Ourcival JM, del-Carmen del-Rey M, JoffreJ & Rambal S “Seasonal variations of stem CO2 efflux in Quercus ilex: causes and clues for upscaling” (Submitted toFunctional Ecology)

Lempereur M, Martin-StPaul NK, Damesin C, Ourcival JM & Rambal S “What limit secondary growth of Quercus ilex in a Mediterranean coppice?” (Submitted toNew Phytologist)

Ruffault J, Martin-StPaul NK, Duffet C, Goge F, Mouillot F. Sensitivity of a forst drought model to two RCM bias correction methods in a Mediterranean region. (Submitted to Theoretical and Applied Meteorology)

Shahin O, Martin-StPaul NK, Selosse MA, Joffre R, Richard F “Ectomycorrhizal fungal diversity in Quercus ilex Mediterranean woodlands: variation among sites and over soil depth profiles in hyphal exploration types, species richness and community composition”(Submitted to Symbiosis)

Articles in preparation

Martin-StPaul NK, Longepierre D, Huc R, Delzon S, Burlett R, Joffre R, Rambal S, & Cochard H “Deciphering ‘s’marts from ‘r’ubbish VCs: going further the matter of letters”(in prep for Tree physiology, special issue for the Meeting WSE 2013, Naples, Italia)

Martin-StPaul NK, Lempereur M, Delpierre N, Ourcival JM, Davi H, Francois C, Leadley P, Dufrene E Joffre R & Rambal S “What are the processes driving carbon allocation to stem and fine roots in a mature coppice of Quercus ilex ? A data model analysis” (in prep for Annals of botany, special issue for the Meeting FSPM 2013, Saariselkä, Finland)

Martin-StPaul NK, Ourcival JM, Chuine I, Rambal S & Delpierre N “Assessing the role of temperature, water deficit and hydraulic conductivity on theleaf phenology of Quercus ilex(in prep for New Phytologist)

Martin-StPaul NK, Ruffault J, Francois C, Stéfanon M, Drowbinsky P, Delpierre N, Soudani K, Dufrêne E & Leadley P “The spatial resolution of climate modify the simulations of tree persistence at the edge of tree range” (in prep for Global Change Biology)

 

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