Directeur de Recherche (DR2)

CNRS Researcher 

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HDR : Impact des changements globaux sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes forestiers - soutenue le 11/2/2021
Lien : HDR Xavier Morin

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.

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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://biomasp.uca.fr/).

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).

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 Chargée de Recherche HC - CE - INRAE - HDR

Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
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Personal interests

As an ecophysiologist, my research is focused on the adaptive strategies of plants under drought (Volaire, 2018, Global Change Biology). I have particularly analysed the adaptive strategies to cope with severe water deficit, such as summer dormancy (Volaire & Norton, 2006, Annals of Botany). I also investigate the  dehydration tolerance and embolism resistance of perennial herbaceous plants under severe summer droughts as occurring in Mediterranean and semi-arid areas.  We proposed a critical view of the so called 'functional' traits that are increasingly challenged as unsuitable to fully understand plant and communities functioning (Volaire et al., 2021 Ecology and Evolution). As a consequence, I highlight the importance of seasonal phenological adaptations across species and types to survive dehydration stress (drought, frost), based on the important framework in ecology, the 'growth-stress survival' tradeoff' (Volaire et al., 2022 Annals of Botany). I am 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.

Intérêts personnels
Mes travaux portent sur les stratégies adaptatives des plantes à la sécheresse. Je travaille notamment sur les espèces herbacées pérennes sous sécheresses estivales sévères de type méditerranéen. Je couple des approches en écophysiologie, agronomie et écologie fonctionnelle. 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. Une revue multi-espèces et multi-stress a été publiée en 2023 dans Annals of Botany qui propose de considérer mieux la phénologie des plantes au travers d'un 'Plant economics spectrum' saisonnier. 

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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 ».