Chargé de Recherche (CR1)

CNRS Researcher 

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

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Fax : +33 (0)4 67 61 33 36

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 (English version below)

Thèmes de recherche

(English follows)

Mes travaux cherchent à parvenir à une meilleure compréhension du déterminisme de la diversité végétale aux différentes échelles spatiales et temporelles, sa réponse aux changements futurs, et son rôle dans le fonctionnement des écosystèmes forestiers. En particulier, je cherche donc à comprendre et prédire comment la biodiversité des écosystèmes forestiers s’organise selon différentes échelles spatiales, comment elle sera modifiée par les changements globaux, et quelles en seront les conséquences sur le fonctionnement de ces écosystèmes. Pour ce faire j’essaie de développer une approche intégratrice basée sur les processus. Mes travaux se focalisent principalement sur les espèces d'arbres et arbustes. Pour mener à bien ces objectifs, j’utilise aussi bien des résultats issus d’expérimentation, d’observations le long de gradients écologiques in situ, et de modélisation.

Plus précisément, mes travaux se déclinent selon deux axes majeurs :

1-·Expliquer la répartition des espèces d’arbres et leurs patrons de diversité de l’échelle continentale à l’échelle locale.

Ces travaux cherchent à identifier et comprendre quels sont les processus écologiques impliqués dans la limitation géographique actuelle des espèces d’arbres et quelle sera leur réponse au changement climatique, pour ainsi mieux modéliser la répartition des espèces en fonction des conditions environnementales via une approche mécaniste. De plus, j’ai étudié le lien entre la stratégie écologique des espèces ligneuses de la zone tempérée et leurs caractéristiques de répartition, dans un contexte évolutif. Enfin, au cours des dernières années, je m’intéresse aux mécanismes et facteurs qui régissent la coexistence des espèces à l’échelle locale.

2- Expliquer la relation entre diversité spécifique et fonctionnelle des ligneux et productivité forestière, et prédire comment cette relation sera affectée par les changements environnementaux à venir.

Ces travaux se focalisent sur l’étude du lien entre diversité (taxonomique, fonctionnelle, phylogénétique, en inter-spécifique mais aussi en intra-spécifique) et fonctionnement des écosystèmes forestiers, notamment leur productivité, en fonction de gradients climatiques. En particulier, la recherche des processus écologiques sous-tendant les phénomènes, qui constitue le fil conducteur de mes travaux, apparaît de plus en plus comme une façon plus appropriée et plus fiable pour rendre compte des dynamiques résultant de l’effet des changements globaux sur les espèces, les communautés et les écosystèmes. 

Mes travaux reposent essentiellement sur deux types d’outils.

• Suivi à long terme du fonctionnement de l’écosystème forestier : Gradient Méditerrano-Alpin de Placettes forestières (GMAP)

Le dispositif GMAP est un réseau de placettes forestières distribuées le long de gradients climatiques (gradients latitudinaux nord-sud, gradients altitudinaux, en Provence et dans les Alpes) et différentes conditions de mélanges (en termes de composition de l’étage dominant de la canopée). Les forêts méditerranéennes et de montagne ont été choisies comme écosystèmes-modèles car celles-ci ont été identifiées comme particulièrement sensibles au changement climatique. Les placettes forestières (1000 m²) sont organisées par triplets, avec des peuplements purs et mélangés, situées le long de gradients environnementaux (régionaux et altitudinaux), pour explorer comment la productivité en bois, la régénération, et la décomposition des litières sont affectées par la diversité et la structure fonctionnelle des peuplements et les conditions environnementales. Les placettes sont distribuées le long d’un gradient latitudinal de 6 sites (pour le moment) entre Provence et Alpes du Nord, avec du Sud vers le Nord : la Sainte-Baume, le Lubéron, le Ventoux, le Vercors (Lente), et les Bauges. Chaque site comprend un gradient altitudinal de triplets de placettes (un peuplement mélangé avec le hêtre et une autre essence et les deux peuplements monospécifiques associés, celui de hêtre et de l’autre essence). Ce dispositif a été initié depuis 2012 grâce à divers projets (projets ANR BioProFor et DIPTICC, projet BGF DISTIMACC - GIP ECOFOR, projet ERA-NET REFORM - SumForest), et a intégré l’OSU-OREME comme tâche d’observation long terme en 2018.

• Modélisation

Dans un contexte forestier où l’expérimentation s’avère délicate, le recours à la modélisation est un outil pertinent et prometteur pour explorer la relation diversité-productivité, dans la limite de nos connaissances actuelles des mécanismes régissant la dynamique forestière. Depuis plusieurs années je développe ainsi un modèle inter-échelles basé sur des processus pour répondre à des questions d’écologie des communautés et d’écologie fonctionnelle. Le but est d’abord de parvenir à un modèle permettant de faire des tests théoriques en forêts méditerranéennes et tempérées, mais de pouvoir ensuite obtenir un outil avec des portées opérationnelles.

Si vous êtes intéressés par ces travaux, n'hésitez pas à me contacter.

English:

My research activities aim at achieving a better understanding of the processes driving plant diversity at different spatial and temporal scales, diversity response to on-going and future changes, and the role of diversity in the functioning of forest ecosystems. In particular, I therefore seek to understand and predict how the biodiversity of forest ecosystems is organized at different spatial scales, how it will be modified by global change, and what the consequences will be for the functioning of these ecosystems. To do this, I try to develop an integrative approach based on processes. My work focuses mainly on tree and shrub species. To achieve these objectives, I rely on experimental results and observations along ecological gradients in situ, as well as modelling.

More precisely, my activities can be divided into two major areas:

1--Explaining the distribution of tree species and their diversity patterns from continental to local scale.

This work seeks to identify and understand the ecological processes involved in the geographical limitation of tree species and their response to climate change, in order to better model species distribution according to environmental conditions, through a mechanistic approach. In addition, I have studied the link between the ecological strategy of temperate zone woody species and their distribution characteristics, in an evolving context. Finally, I am interested in the mechanisms and factors that govern the coexistence of species at the local level.

2- Explaining the relationship between specific and functional diversity of woody species and forest productivity, and predicting how this relationship will be affected by future environmental changes.

This work focuses on studying the link between diversity (taxonomic, functional, phylogenetic, interspecific but also intra-specific) and the functioning of forest ecosystems, particularly their productivity, as a function of climate gradients. In particular, the search for the ecological processes underlying the patterns, which is the guiding principle of my work, is increasingly emerging as a more appropriate and reliable way to account for the dynamics resulting from the effect of global changes on species, communities and ecosystems.

My work is essentially based on two types of tools.

• Long-term monitoring of forest ecosystem functioning: Mediterranean-Alpine Forest Plot Gradient (GMAP)

The GMAP design is a network of forest plots distributed along climatic gradients (north-south latitudinal gradients, altitudinal gradients, in Provence and in the Alps) and different mixing conditions (in terms of composition of the dominant canopy stage). Mediterranean and mountain forests have been chosen as model ecosystems because they have been identified as particularly sensitive to climate change. Small forest plots (1000 m²) are organized in triplets, with pure and mixed stands, located along environmental gradients (regional and altitudinal), to explore how wood productivity, regeneration, and litter decomposition are affected by stand diversity and functional structure and environmental conditions. The plots are distributed along a latitudinal gradient of 6 sites (for the moment) between Provence and the Northern Alps, with from South to North: Sainte-Baume, Lubéron, Ventoux, Vercors (Slow), and Les Bauges. Each site includes an altitudinal gradient of triplet plots (one stand mixed with beech and another species and the associated two monospecific stands, beech and the other species). This system has been initiated since 2012 through various projects (ANR BioProFor and DIPTICC projects, BGF DISTIMACC - GIP ECOFOR project, ERA-NET REFORM project - SumForest), and integrated OSU-OREME as a long-term observation task in 2018.

• Modelling

In a forest context where experimentation is difficult, modelling appears as a relevant and promising tool to explore the diversity-productivity relationship, within the limits of our current knowledge of the mechanisms governing forest dynamics. For several years I have been developing a cross-scaling model based on ecological processes to test hypotheses in community ecology and functional ecology. The aim is first to build a model that allows theoretical tests to be carried out in Mediterranean and temperate woodlands, but then to obtain a tool with operational scope.

If you are interested by one of the aspects of these topics, please contact me.

Selected Publications

Morin X. & Chuine I. 2006. Niche breadth, competitive strength and range size of tree species. Ecology Letters, 9, 185-195.

Morin X., Ameglio T., Ahas R., Besson C., Lanta V., Lebourgeois F., Miglietta F. & Chuine I. 2007. Variation of cold hardiness and carbohydrate contents from dormancy induction to budburst among populations of three European oak species. Tree Physiology; 27, 817-825.

Morin X., Augspurger C. & Chuine I. 2007. Process-based modeling of tree species’ distributions. What limits temperate tree species’ range boundaries? Ecology, 88, 2280-2291.

Morin X., Viner D. & Chuine I. 2008. Tree species range shifts at a continental scale: new predictive insights from a process-based model. Journal of Ecology, 96, 784-794.

Morin X. & Lechowicz, M. J. 2008. Contemporary perspectives on the niche that can improve models of species range shifts under climate change. Biology Letters, 4, 443-602.

Morin X. & Thuiller W. 2009. Comparing niche- and process-based models to reduce prediction uncertainty in species range shifts under climate change. Ecology, 90, 1301–1313.

Article critiqué et sélectionné pour faire partie de la « Faculty of 1000 - Biology » http://www.f1000biology.com/article/id/1163801

Morin X., Lechowicz M. J., Augspurger C., O’Keefe J., Viner D. & Chuine I. 2009. Leaf phenology changes in 22 North American tree species during the 21st century. Global Change Biology, 15, 961–975.

Article cité dans la section ‘News’ de la revue Nature (Novembre 2010) : http://www.nature.com/news/2010/101129/full/news.2010.637.html

Morin X., Roy J., Sonié L. & Chuine I. 2010. Climate change impact on the phenology of three European oak species: results from a field experiment. New Phytologist, 186, 900-910.

Chuine I., Morin X. & Bugmann H. 2010. Warming, photoperiods, and tree phenology. Science, 329, 277-278.

McMahon S. M., Harrison S. P., Armbruster W. S., Beale C., Edwards M. E., Kattge J., Midgley G., Morin X., & Prentice I. C. 2011. Improving assessments of climate-change impacts on global biodiversity. Trends in Ecology and Evolution. 26, 249-529

Morin X. & Lechowicz M. J. 2011. Geographical and ecological patterns of range size in North American trees. Ecography, 34, 738–750.

Morin X., Fahse L., Scherer-Lorenzen M. & Bugmann H. 2011. Tree species richness promotes productivity in European temperate forests through a strong complementarity effect. Ecology Letters, 14, 1211–1219.

Dormann C. F., Schymanski S. J., Cabral J., Chuine I., Graham C., Hartig F., Kearney M., Morin X., Römermann C., Schröder B. & Singer A. 2012. Correlation and process in species distribution models: bridging a dichotomy. Journal of Biogeography, 39, 2119-2131.

Morin X. & Lechowicz M. J. 2013. Niche breadth and range area in North American trees. Ecography, 36, 300-312.

Morin X. & Chuine I. 2014. Will tree species experience increased frost damage due to climate change? Canadian Journal of Forest Research, 44, 1555-1565.

Morin X., Fahse L., De Mazancourt C., Scherer-Lorenzen M. & Bugmann H. 2014. Diversity enhances the temporal stability of forest productivity in time because of stronger asynchrony in species dynamics. Ecology Letters, 17, 1526-1535

Chauvet, Kunstler G., Roy J. & Morin X. 2017. Using a forest dynamics model to link community assembly and traits structure. Functional Ecology. 31, 1452–1461.

Bernard M., Boulanger V., Dupouey JL., Laurent L., Montpied P., Morin X., Picard JF. & Saïd S. Deer browsing promotes Norway spruce at the expense of silver fir in the forest regeneration phase. Forest Ecology & Management. 400, 269-277.

Morin, Fahse L., Jactel H., Scherer-Lorenzen M., Garcia-Valdés R. & Bugmann H. 2018. Long-term response of forest productivity to climate change is mostly driven by change in tree species composition. Nature Scientific Reports. 8, 5627.

Garcia-Valdés R., Bugmann H. & Morin X. Diversity loss effects on forest functioning: comparing the effect of random vs. climate change-driven species extinctions. Diversity & Distributions, 24:906–918. https://doi.org/10.1111/ddi.12744

Jactel H., Gritti E.S., Drössler, Forrester D.I.,  Mason W.L., Morin X.,  Pretzsch H.,  Castagneyrol B. 2018. Positive biodiversity–productivity relationships in forests: climate matters. Biology Letters. 14: 20170747

Cordonnier T., Kunstler G., Courbaud B., Morin X. 2018. Managing tree species diversity and ecosystem functioning through coexistence mechanisms. Annals of Forest Sciences. 75: 65. https://doi.org/10.1007/s13595-018-0750-6

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Chargé de Recherche (CR-HC HDR)

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 E: Main research interests

I am interested in the ecophysiology of plants in general and, in particular, in the production and emission of volatile organic compounds by vegetation. My research aims to better understand the inherent and external determinants of these emissions in the context of environmental and ecological concerns:

The short- and long-term regulation of emissions by environmental factors such as temperature, light, atmospheric CO2, seasons, water and nutrient availability.

The characterization of chemotypes within taxa and plant communities and the origin of diversification.

The involvement of volatile isoprenoid production in response to abiotic and biotic stresses and its importance in plant competitiveness.

Predicting fluxes of volatiles at large scales (plant cover, regions) to elucidate their role in air pollution, climate, and biogeochemical cycling.

The use of volatile organic compound signatures as a tool for monitoring stress responses and phenotypes, and for plant protection.

F: Principaux thèmes de recherche

Je m'intéresse à l'écophysiologie des plantes en général et, en particulier, à la production et à l'émission de composés organiques volatils par la végétation. Mes recherches visent à mieux comprendre les déterminants inhérents et externes de ces émissions dans le contexte des préoccupations environnementales et écologiques :

La régulation à court et long terme des émissions par des facteurs environnementaux tels que la température, la lumière, le CO2 atmosphérique, les saisons, la disponibilité en eau et en nutriments.

La caractérisation des chémotypes au sein des taxons et des communautés végétales et l'origine de la diversification.

L'implication de la production d'isoprénoïdes volatils en réponse aux stress abiotiques et biotiques et son importance dans la compétitivité des plantes.

La prédiction des flux de volatiles à grande échelle (couverture végétale, régions) afin d'élucider leur rôle dans la pollution atmosphérique, le climat et les cycles biogéochimiques.

 L'utilisation des signatures de composés organiques volatils comme outil de surveillance des réponses au stress et des phénotypes, et pour la protection des cultures.
 

  Latest and ongoing projects (Projets récents):

CapZeroPhyto (ANR):Adaptation du concept d’immunité écologique à la protection des cultures : Rosaceae et Solanaceae, deux études de cas (Unité PSH Plantes et systèmes de cultures horticoles, INRAE)

BIOMASPplus (since 2021, ANR): BIOgenic emissions, evolution and impacts in the Metropolitan Area of São Paulo (https://anr.fr/Project-ANR-20-CE01-0019)

2021...: Thèse CIFRE de Anjélica LECONTE en collaboration avec INRAE (IEES, GAFL) et la COMPAGNIE DES AMANDES: Identification de la kairomone attractive pour le ravageur de l’amandier Eurytoma amygdali (guêpe de l’amande).

PhD-project de Nafissa DEHIMECHE : Rôle des trichomes glandulaires et des composés organiques volatils dans la résistance à l'ozone chez la tomate (cf https://www.cefe.cnrs.fr/fr/recherche/ef/forecast/780-doc/3456-nafissa-dehimeche). Thèse soutenue le 24 Mars 2021.

ODORSCAPE (2015-2021, ANR), Climatic change effects on volatile plant emissions and their impact on insect olfaction (https://www6.inra.fr/odorscape/Le-Projet et https://www.cefe.cnrs.fr/fr/recherche/ef/forecast/780-doc/3474-juliane-daussy).

COV3ER (2015 – 2019, ADEME): Composés organiques volatiles biogéniques (COVB) : émissions par les écosystèmes gérés - nouvelles références sur grandes cultures et forêts Françaises et effet des pratiques agricoles (https://www6.versailles-grignon.inra.fr/ecosys/Recherche/Projets/COV3ER)

TiT-Oak (2016-2020, ANR), Les oiseaux devraient- ils utiliser les plantes comme remède contre le changement climatique ? (cf. page CEFE de Samuel CARO: http://www.cefe.cnrs.fr/fr/recherche/ee/ec/807-c/2705-samuel-caro).

O3Com (AO CNRS-INSU), Impact de l’Ozone sur la Communication chimique entre plante et pollinisateur.  (cf. page CEFE de Magali PROFFIT: http://www.cefe.cnrs.fr/fr/recherche/ines/ibt/889-c/3042-magali-proffit).

LANDEX Episode zéro (AO CNRS-INSU). Exploring variation in terpene enantiomers as possible markers for heterogenic BVOC sources in forest ecosystems (en collaboration avec Jonathan Williams – Max-Planck Institut für Chemie).

Lire la suite : STAUDT Michael

 Chargée de Recherche INRA - HDR

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34293 Montpellier 5

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Intérêts personnels
Mes travaux portent sur les réponses adaptatives des plantes herbacées pérennes aux sécheresses estivales sévères de type méditerranéen. Avec des approches écophysiologiques et agronomiques (menées à l’INRA), ce travail se positionne en collaboration étroite avec l’écologie fonctionnelle (Forecast - CNRS). L’objectif principal est d’analyser le fonctionnement des espèces et communautés herbacées sous contrainte hydrique forte dans le cadre du changement climatique. Un cadre conceptuel et terminologique unifié des stratégies adaptatives des plantes à la sécheresse a été proposé en 2018. Les études portent notamment sur la stratégie de dormance estivale et plus largement sur la généricité du compromis fonctionnel entre potentiel de croissance et survie au stress.

Personal interests

As an ecophysiologist, my research is focused on the adaptive responses of perennial herbaceous plants to severe summer droughts as occurring in Mediterranean and semi-arid areas. I have particularly analysed the adaptive strategies to cope with severe water deficit, such as summer dormancy. I am now developing collaborative research projects with geneticists and ecologists to understand plant traits and strategies associated with drought survival with application to plant breeding in forage species for better adaptation to increasing aridity under climate change.

Lire la suite : VOLAIRE Florence

Ingénieur de recherche Hors Classe (IRHC)

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Mes activités de recherche se regroupent sous le thème général "de la modélisation et de la spatialisation du fonctionnement des écosystèmes terrestres". Elles répondent à une question centrale: "Comment les contraintes environnementales, principalement les contraintes hydriques, agissent-elles sur la structure, la dynamique et le fonctionnement des systèmes écologiques ?". Elles se déclinent en trois thèmes :

1.       la dynamique réactionnelle des espèces, des communautés végétales et des écosystèmes terrestres aux changements globaux climatiques,
2.       la spatialisation des processus écologiques aux échelles du paysage ou de la région
3.       la modélisation et la simulation numérique du fonctionnement des écosystèmes.

Ces recherches initialement très « hydrocentriques » intègrent à présent le cycle du carbone, CO2 et non-CO2.  aussi bien au niveau de l’écosystème que du paysage et de ce fait elles participent activement aux recherches internationales actuelles (voir ci-après). Elles ont pour cadre géographique principal l'aire isoclimatique méditerranéenne à fort déficit hydrique estival. Comme PI j’ai participé ou participe aux programmes de l’UE suivants :

      Lucifer 1997-2000 « Land use change interactions with fire in Mediterranean landscapes » [ENV4-CT96-0320]

      Ecovoc 1998-1999 « Parameterization of Environmental and physiological COntrols of Volatile Organic Compound emissions from European forests »[ENV4-CT97-0412]

      Medeflu 1998-1999 « Carbon and water fluxes of Mediterranean Forest and impacts of land use/cover changes » [ENV4-CT97-0455]

      Carboeuroflux 2000-2003 « An investigation on carbon and energy exchanges of terrestrial ecosystems in Europe »[EVK2-CT-1999-00032] qui se poursuit dans le cadre du 6ème PCRD par un programme intégré 2004-2009 CarboEurope-IP

      Mind 2003-2005 « Mediterranean terrestrial ecosystems and increasing drought : vulnerability assessment » [EVK2-CT-2002-000158].

Distinction

Médaille d’or 2005 de l’Académie d’Agriculture de France pour une « contribution importante à l’étude du bilan hydrique du sol et à ses conséquences sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes méditerranéens ».