Maria - Antonia SERGE

Doctorante

Coordonnées

Adresse: Maison de la Recherche de l'Université Jean Jaurès 5, Allées A. Machado - 31058 TOULOUSE Cedex 1
Bureau: C232
Mail: maria-antonia.serge@univ-tlse2.fr

Thèmes de recherche

Titre de la thèse : REVENGE – REconstitution quantitative du couvert VEGétal Naturel et anthropique à l’échelle Européenne et sur l’Holocène.

Directeur : Didier Galop (didier.galop@univ-tlse2.fr);
Codirecteur : Florence Mazier (florence.mazier@univ-tlse2.fr);
Soutient scientifique : Ralph Fyfe (ralph.fyfe@plymouth.ac.uk)
Mots-clés : Modélisation pollinique, quantification et spatialisation des paléovégétations, reconstitutions paléopaysagères, Echelle européenne, Holocène

Contexte du projet de thèse :

Les paysages fournissent de multiples services écosystémiques autant sur le plan des ressources naturelles (eau, nourriture, énergie..) que sur le plan culturel, scientifique, sociologique, touristique. Malgré leur importance, de nombreux paysages sont actuellement menacés par la déforestation, la dégradation, l’urbanisation incontrôlée et le changement global induit par l'homme.
Les sociétés européennes exploitent et gèrent leurs paysages depuis des millénaires, mais la récente et rapide évolution socio-économique ainsi que les fortes demandes sociétales en matière d'environnement sont devenus un défi pour les décideurs.

Les changements climatiques et anthropiques récents ont été reconnus comme l’une des plus grandes menaces pour les services écosystémiques et le bien-être humain1. Les gestionnaires sont en outre confrontés à de nombreux défis, comme celui de la transition écologique et énergétique vers une société à faibles émissions de carbone avec moins de pollution atmosphérique. Ils ont aujourd'hui besoin d'une connaissance approfondie des caractéristiques physiques, sociales et culturelles des paysages dont ils sont responsables.

Le projet ERC ITN TERRANOVA a pour but de former 15 doctorants (early stage researchers, ESRs), travaillant en étroite relation avec les décideurs. TerraNova est l'Initiative européenne d'apprentissage du paysage qui forme 15 doctorants en histoire et avenir du paysage.

La mission de TerraNova est de développer un atlas numérique sans précédent de l'Europe compilé par un groupe interdisciplinaire de chercheurs qui combinent les modèles de population humaine dans le passé, les plantes et les perturbations, le développement animal et le changement climatique.

Au cœur des débats scientifiques nationaux et internationaux, les questions des régimes et transitions énergétiques (Chasseurs/cueilleurs, révolution agricole, Agriculture/sylviculture…) et celles sur la gestion et la conservation durables des paysages requièrent ainsi une meilleure compréhension des facteurs de forçages à l’origine de ces paysages, qu’ils soient climatiques et/ou anthropiques.
Ces questions nécessitent, entre autres, d’approfondir à différentes échelles spatio-temporelles les travaux portant sur la genèse, le maintien, l’évolution des paysages anciens, et d’analyser leur capacité à répondre aux changements socio-environnementaux et énergétiques. Toutefois, les connaissances scientifiques dans ce domaine sont encore rares et la plupart des recherches s’appuient sur des données acquises sur le court terme, tout au plus sur les cinquante dernières années.
Aussi, face à cette problématique, la palynologie, étude des grains de pollen et des spores, au travers des méthodes de rétro-observations se positionne légitimement comme une des principales méthodes susceptibles d’apporter, en continu et avec un recul pluriséculaires, des données diachroniques pour répondre à certaines questions posées par la biologie de la conservation3. Les principales critiques formulées par les écologues et conservateurs aux palynologues portent sur le manque de résolution spatio-temporelle des données polliniques4, et en particulier la difficulté de quantifier et de spatialiser l’information pollinique pour accéder aux informations sur la structure spatiale de la végétation sur le long terme.

Activités / CV

Projet de thèse :

Dans ce contexte, ce projet de thèse s’intéresse principalement à la diversité floristique des plantes vasculaires (espèces, genres ou familles) et des unités paysagères (i.e. feuillus, conifères, cultures, prairies…) et repose sur une rétro‐observation des paysages européens fondée sur une démarche résolument interdisciplinaire associant paléoécologie, modélisation de la végétation et géographie.
Il a pour but de générer des cartes du couvert végétal, d’occupation du sol à l’échelle européenne qui permettront d’appréhender le degré d’ouverture et d’exploitation du paysage entre et pendant les transitions énergétiques. Quatre régimes (ER) et trois transitions (TR) énergétiques seront abordés (ER1 Hunter/Gatherers, T1 Agricultural Revolution, ER2 Agricultural/Timber, T2 Industrial Revolution, ER3 Industrial/Coal/Oil, T3 Green Transition, ER4 Low Carbon Society).

L'objectif de l'ESR6 est une description explicite de la couverture végétale naturelle et anthropique passée à l'échelle régionale européenne, présentant des estimations basées sur le pollen de la couverture végétale en Europe au cours de l'Holocène en utilisant le modèle REVEALS (Sugita 2007), pour améliorer notre compréhension du paysage et les histoires d'utilisation des terres en Europe pendant l'Holocène pour évaluer les effets des futurs changements climatiques et d'utilisation des terres sur les écosystèmes, les paysages et la biodiversité européens au cours de trois régimes et transitions énergétiques.

La nouvelle reconstruction améliore la couverture spatiale de la première et de la deuxième génération de reconstructions REVEALS avec 500 enregistrements polliniques supplémentaires (en particulier de la zone méditerranéenne : Italie, Espagne, Portugal), pour un nombre total de 1600 sites utilisés pour toute l'Europe, obtenus à partir de auteurs et bases de données (European Pollen Database, Neotoma, Pangea). Elle a arrangé et nettoyé les données et les a préparées pour l'inclusion dans le modèle REVEALS.
L'abondance régionale de la végétation est estimée à l'aide de trois ensembles de données alternatifs de productivités relatives du pollen (RPP) pour un nombre total de 46 taxons à une résolution spatiale de 1°x1° (environ 100 km x 100 km) pour des fenêtres temporelles consécutives au cours des 11,7 derniers. ka BP.

L'objectif de ce premier article est de tester trois ensembles de données RPP différents pour comprendre la sensibilité du modèle (REVEALS) et comment ces estimations affectent les résultats.

Les premiers travaux de l'ESR6 conduiront à contribuer à l'Atlas avec des cartes de végétation (et métadonnée en annexe) couvrant toute l'Europe et toute la période de l'Holocène. De plus, grâce à ces résultats, il sera possible de collaborer avec les autres chercheurs en début de carrière, en contribuant à la rédaction d'autres articles, en approfondissant la connaissance de la période et en atteignant les livrables requis.
Elle explorera les résultats obtenus dans les travaux précédents, pour le deuxième article, afin d'analyser la couverture végétale anthropique régionale, à travers l'Holocène, en essayant de comprendre les tendances générales de l'abondance de la végétation régionale estimée par REVEALS en EUROPE dans l'espace et le temps et comment les humains influencé les paysages passés à l'échelle régionale au cours des trois régimes énergétiques passés et de leurs deux transitions, et l'ampleur de la déforestation décrite par l'Holocène.
Le court séjour à l'Université de Plymouth (Royaume-Uni) a permis l'apprentissage du modèle de reconstruction de végétation sur un plan technique, le détachement effectué à l'Université de Linnaeus (Suède) a soutenu l'ESR6 pour comprendre ses questions scientifiques.

Publications extraites de HAL affiliées à Geode : Géographie de l'environnement

Informations complémentaires

Résumés :

SERGE M.A., RAVAZZI C., FURLANETTO G., GAROZZO L., VALLÈ F., DE NASCIMENTO L., NARANJO-CIGALA A., DAINA P., VALOTI F., FERNÁNDEZ-PALACIOS J.-M. (2018). Building up a pollen- vegetation-climate-environment training set from Gran Canaria as a tool for palaeoenvironment and palaeoclimate reconstructions. 10th EPPC, session 27 – Work vertically, think 3-dimensionally: palaeoecology in topographically complex mountain settings.
SERGE M.A, FURLANETTO G., RAVAZZI C., BADINO F., BRUNETTI M., CHAMPVILLAIR E., MAGGI V. (2018). Developing altitudinal training sets of pollen rain-site specific temperatures in the Alps as a base for paleoclimate reconstructions of high-altitude fossil records. 10th EPPC, session 27 – Work vertically, think 3- dimensionally: palaeoecology in topographically complex mountain settings.

Publications :

Anastasia Nikulina, Katharine MacDonald, Fulco Scherjon, Elena Pearce, Marco Davoli, Jens-Christian Svenning, Emily Vella, Marie-José Gaillard, Anhelina Zapolska, Frank Arthur, Alexandre Martinez, Kailin Hatlestad, Florence Mazier, Maria Antonia Serge, Karl-Johan Lindholm, Ralph Fyfe, Hans Renssen, Didier Roche, Sjoerd Kluiving, Wil Roebroeks (in prep.). Tracking hunter-gatherer impact on interglacial vegetation in Last Interglacial and Holocene Europe: challenges and proxies.

Cursus Universitaire :

Master en Sciences Naturelles en 2018 à l'Université de Milan, Faculté des Sciences Mathématiques, Physiques et Naturelles. Le titre de la thèse est : Construire un ensemble de formation pollen-végétation-climat-environnement de Gran Canaria comme outil pour les reconstructions paléoenvironnementales et paléoclimatiques. La thèse (analyse numérique) a été élaborée au Laboratoire de Palynologie et Paléoécologie du CNR-IDPA, Milan (Italie). L'Académie des sciences et des lettres de l'Institut Lombard, sur proposition d'un jury spécial, a décerné le prix « Prix Fondazione Grazioli 2018 » à la thèse. La thèse a été présentée avec un poster au 10e EPPC à Dublin (août 2018), session 27 – Travailler verticalement, penser en 3 dimensions : paléoécologie dans des contextes montagneux topographiquement complexes.
Le projet de doctorat débute le 1er octobre 2019, à l'Université de Toulouse Jean Jaurès, au Laboratoire GEODE, encadré par Dott. Florence Mazier.