*Titre*
Prospectives de biodiversité ichtyologique dans le bassin de la Seine face aux changements globaux et sous contraintes de connectivités – SEINARIOS

*Contexte*
Les organismes vivants confrontés aux changements globaux et aux bouleversements majeurs de l’environnement ont trois options : se déplacer pour retrouver des conditions d’environnement favorables, s’adapter aux nouvelles conditions environnementales, ou s’éteindre [1]. Pour mieux prédire les dynamiques écologiques et remédier au déclin de la biodiversité, plusieurs approches de modélisation ont été développées. Toutefois, la compréhension et l’intégration du rôle du déplacement et de l’extinction des espèces restent à approfondir, en particulier dans les milieux fragmentés par les aménagements anthropiques [2,3]. En effet, les modèles écologiques classiques de distribution d’espèces “habitat-centrés” ne prennent en compte de façon explicite ni la qualité ni la perméabilité de la matrice paysagère et du linéaire hydrographique dans lesquels les organismes se déplacent, migrent et dispersent [4,5]. Bien que la connectivité écologique soit un concept incontournable en écologie des métacommunautés [6] et une propriété indispensable au maintien de la biodiversité dans le paysage [7,8], elle pose un véritable défi de modélisation [9–11], en particulier dans les approches multi-taxons [12] et en contexte anthropisé. Support de la connectivité écologique dans les cours d’eau, la connectivité hydrologique est modifiée par différents types d’aménagements liés aux activités humaines (p. ex. barrages, écluses, chenaux) [2,13]. En outre, les variations des débits [14,15] et l’amplification des périodes d’assecs [16] attendues en France risquent de modifier les connectivités longitudinales et latérales [17,18], favoriser les invasions et/ou les extinctions d’espèces selon les cas [19,20], et amplifier les conséquences des changements globaux sur la biodiversité [21]. A ce jour, toutes ces relations et les incertitudes associées restent à élucider, caractériser et quantifier pour mieux comprendre et prédire la distribution de la biodiversité.

*Sujet et objectifs*
La thèse s’attachera à répondre à la question suivante : quel est le rôle des connectivités et du contexte paysager dans le devenir de la biodiversité face aux changements globaux et aux modifications hydrologiques associées dans un bassin anthropisé ?
Pour répondre à cette question, votre mission consistera notamment à analyser des données et à développer une approche de modélisation qui permette d’intégrer de façon explicite non seulement les facteurs hydroclimatiques et paysagers mais aussi les connectivités dans les modèles prédictifs de distribution d’espèces et de biodiversité. Ceci permettra de distinguer les effets respectifs de ces différents facteurs dans la distribution des espèces. Vous utiliserez ensuite ces modèles sur différents scénarios hydroclimatiques, paysagers et d’aménagements du bassin afin de produire des scénarios de biodiversité à horizons temporels futurs. Votre travail portera sur le cas particulier du bassin de la Seine en vertu d’une coopération étroite et du partenariat avec l’Agence de l’Eau Seine-Normandie. Vous disposerez de plusieurs grands jeux de données déjà disponibles dans l’unité (p. ex. données d’observations de poissons sur > 1200 stations, obstacles à l’écoulement, occupations des sols, données et simulations de modèles hydroclimatiques). Pendant la durée de la thèse, vous rassemblerez des jeux de données complémentaires (p. ex. scénarios d’usages du bassin à coconstruire avec les acteurs du territoires). Vous serez fortement encouragé/e à établir des collaborations avec d’autres unités de recherche INRAE (p.ex. RiverLy), et instituts nationaux et internationaux (via p. ex. projet NAVIDIV en cours: https://www.fondationbiodiversite.fr/la-frb-en-action/programmes-et-projets/le-cesab/navidiv/) pour notamment réaliser des comparaisons inter-bassins ou transnationales. In fine, ces prospectives de biodiversité face aux changements globaux sous contraintes de connectivité des milieux vous permettront de mettre en évidence les zones à enjeu prioritaire en matière de continuités écologiques et de biodiversité pour une gestion durable des bassins anthropisés.

*Principales activités*
Vous serez plus particulièrement en charge de : manipuler de données de suivis ichtyologiques et environnementales, traiter des données géomatiques sous SIG, utiliser, adapter et/ou développer des modèles de connectivité pour les espèces de poissons [p.ex.22–26], développer et appliquer des modèles statistique spatialement explicites de distributions jointes d’espèces [p.ex.27,28], manipuler des projections de changements hydroclimatiques, développer et manipuler des scénarios d’usages des sols, de l’eau et des connectivités en collaboration avec une équipe transdisciplinaire, projeter les distributions futures d’espèces et de la biodiversité sur la base de combinaisons de scénarios contrastés, et estimer les incertitudes autour des projections à différentes étapes de votre travail [p.ex.29–31].

*Lieu d’accueil et encadrement*
Vous serez accueilli/e par l’unité de recherche Hydrosystèmes Continentaux Anthropisés – Ressources, Risques, Restauration HYCAR à INRAE, située à Antony (Hauts-de-Seine 92, Ile-de-France, France). L’unité HYCAR (https://www6.jouy.inrae.fr/hycar) regroupe des compétences en hydrologie, écologie et ingénierie écologique. Ses sujets de recherche concernent notamment les ressources et risques liés à l’eau (estimation, anticipation et gestion des risques liés aux aléas hydrologiques), le fonctionnement écologique et la restauration des écosystèmes aquatiques soumis à de multiples pressions anthropiques à travers les échelles, et la modélisation et la remédiation des transferts de polluants d’origine agricole. Dans cette unité, vous serez rattaché/e à l’équipe d’Hydroécologie Fluviale (https://hef.inrae.fr/).

Vous serez co-encadré/e par le laboratoire Evolution et Diversité Biologique (Université de Toulouse, France), et plus spécifiquement son équipe AQUAECO (https://edb.cnrs.fr/recherche/equipe-aquaeco/) qui s’intéresse aux impacts du changement climatique, de la fragmentation des milieux, des invasions biologiques et de la surexploitation des ressources dans les écosystèmes d’eau douce. En vertu du co-encadrement de la thèse par EDB et de son rattachement à l’Ecole Doctorale SEVAB (Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingéniéries ; Toulouse ED 458), des déplacements seront à prévoir entre Antony et Toulouse (environ deux fois par an).

Vous serez encadré/e par une équipe interdisciplinaire, à savoir Dr. Aliénor Jeliazkov (écologie des métacommunautés ; INRAE Antony), Dr. Guillaume Thirel (hydroclimatologie ; INRAE Antony) et Prof. Gaël Grenouillet (HDR ; écologie des communautés piscicoles sous scénarios de changements globaux ; laboratoire EDB). Vous bénéficierez également des appui et expertise de Jérôme Belliard (communautés piscicoles de la Seine) et Céline Le Pichon (connectivités fonctionnelles en milieu aquatique).

*Financement, salaire et environnement de travail*
– La thèse est cofinancée par le Métaprogramme Biosefair d‘INRAE « Favoriser la biodiversité et renforcer les réseaux de services écosystémiques » et par l’Agence de l’Eau Seine-Normandie.
– Salaire : 1874 EUR bruts/mois (prévisionnel 1506 EUR nets/mois). Prise en charge des frais de déplacements liés à la thèse.
– Accès à la restauration collective, à l’association sportive et culturelle du centre et à des facilités de parking.
– INRAE d’Antony (92160) : site accessible en transports en commun (https://www6.jouy.inrae.fr/hycar/Comment-venir-a-INRAE-Antony/Acces), à une heure de Paris.

*Durée et début de thèse*
– Type de contrat : Contrat doctoral
– Durée du contrat : 36 mois (3 ans)
– Date d’entrée en fonction : A partir du 1er octobre 2021 et au plus tard le 1er décembre 2021

*Compétences recherchées*
– Formation et expériences recommandées : Master d’Ecologie ; Expérience de recherche ; Expérience en modélisation statistique (sous R notamment) ; Capacités en SIG
– Connaissances souhaitées : Modélisation de distribution d’espèces et/ou de connectivités écologiques ; Ecologie en milieu aquatique continental
– Sont un plus : Connaissance des communautés de poissons ; Sensibilité à l’écologie des métacommunautés ; Attrait pour le travail inter- et/ou transdisciplinaire
– Aptitudes recherchées : Autonomie dans le travail ; Bon relationnel ; Facultés d’organisation.

*Pour postuler*
La candidature doit inclure :
(1) CV
(2) lettre de motivation montrant votre intérêt pour le sujet et le domaine et votre vision personnelle des recherches à réaliser (2 pages max)
(3) les noms et coordonnées de 2 à 5 personnes références à contacter
(4) diplôme de Master et/ou derniers relevés de notes.

Envoyer votre candidature à toute l’équipe d’encadrement : Aliénor Jeliazkov ([email protected]), Guillaume Thirel ([email protected]), Gaël Grenouillet ([email protected]), Jérôme Belliard (je[email protected]) et Céline Le Pichon ([email protected]), en mentionnant [PHDSEINARIOS] dans l’objet de votre mail.

Date limite de candidature : 15 août 2021.
Les entretiens se dérouleront au fur et à mesure du processus de recrutement.

Pour toute question, n’hésitez pas à nous contacter.

*Références bibliographique citées dans cette offre*
1. Thurman, L. L. et al. Persist in place or shift in space? Evaluating the adaptive capacity of species to climate change. Front. Ecol. Environ. n/a, (2020).
2. Poff, N. L., Olden, J. D., Merritt, D. M. & Pepin, D. M. Homogenization of regional river dynamics by dams and global biodiversity implications. Proc. Natl. Acad. Sci. 104, 5732–5737 (2007).
3. Zajicek, P., Radinger, J. & Wolter, C. Disentangling multiple pressures on fish assemblages in large rivers. Sci. Total Environ. 627, 1093–1105 (2018).
4. Radinger, J. et al. The future distribution of river fish: The complex interplay of climate and land use changes, species dispersal and movement barriers. Glob. Change Biol. 23, 4970–4986 (2017).
5. Bruneel, S. et al. Implications of movement for species distribution models – Rethinking environmental data tools. Sci. Total Environ. 628–629, 893–905 (2018).
6. Heino, J. The importance of metacommunity ecology for environmental assessment research in the freshwater realm. Biol. Rev. 88, 166–178 (2013).
7. Fullerton, A. H. et al. Hydrological connectivity for riverine fish: measurement challenges and research opportunities: Hydrological connectivity for riverine fish. Freshw. Biol. 55, 2215–2237 (2010).
8. Maire, A., Buisson, L., Biau, S., Canal, J. & Laffaille, P. A multi-faceted framework of diversity for prioritizing the conservation of fish assemblages. Ecol. Indic. 34, 450–459 (2013).
9. Comte, L. & Grenouillet, G. Do stream fish track climate change? Assessing distribution shifts in recent decades. Ecography 36, 1236–1246 (2013).
10. Comte, L. & Olden, J. D. Fish dispersal in flowing waters: A synthesis of movement- and genetic-based studies. Fish Fish. 19, 1063–1077 (2018).
11. Holloway, P., Miller, J. A. & Gillings, S. Incorporating movement in species distribution models: how do simulations of dispersal affect the accuracy and uncertainty of projections? Int. J. Geogr. Inf. Sci. 30, 2050–2074 (2016).
12. Borthagaray, A. I., Berazategui, M. & Arim, M. Disentangling the effects of local and regional processes on biodiversity patterns through taxon-contingent metacommunity network analysis. Oikos 124, 1383–1390 (2015).
13. Van Looy, K., Tormos, T. & Souchon, Y. Disentangling dam impacts in river networks. Ecol. Indic. 37, 10–20 (2014).
14. Chauveau, M. et al. What will be the impacts of climate change on surface hydrology in France by 2070?; Quels impacts des changements climatiques sur les eaux de surface en France a l’horizon 2070? Houille Blanche (2013) doi:10.1051/LHB/2013027.
15. Dorchies, D. et al. Climate change impacts on multi-objective reservoir management: case study on the Seine River basin, France. Int. J. River Basin Manag. 12, 265–283 (2014).
16. Sauquet, E., Beaufort, A., Sarremejane, R. & Thirel, G. Predicting flow intermittence in France under climate change. Hydrol. Sci. J. (2021).
17. Ward, J. V. The Four-Dimensional Nature of Lotic Ecosystems. J. North Am. Benthol. Soc. 8, 2–8 (1989).
18. Manfrin, A. et al. The effect of lateral connectedness on the taxonomic and functional structure of fish communities in a lowland river floodplain. Sci. Total Environ. 719, 137169 (2020).
19. Xenopoulos, M. A. et al. Scenarios of freshwater fish extinctions from climate change and water withdrawal. Glob. Change Biol. 11, 1557–1564 (2005).
20. Bergerot, B., Hugueny, B. & Belliard, J. When Local Extinction and Colonization of River Fishes Can Be Predicted by Regional Occupancy: the Role of Spatial Scales. PLOS ONE 8, e84138 (2013).
21. Palmer, M. A. et al. Climate change and the world’s river basins: anticipating management options. Front. Ecol. Environ. 6, 81–89 (2008).
22. Adriaensen, F. et al. The application of ‘least-cost’ modelling as a functional landscape model. Landsc. Urban Plan. 64, 233–247 (2003).
23. Saura, S. & Torné, J. Conefor Sensinode 2.2: A software package for quantifying the importance of habitat patches for landscape connectivity. Environ. Model. Softw. 24, 135–139 (2009).
24. Radinger, J., Kail, J. & Wolter, C. FIDIMO — A free and open source GIS based dispersal model for riverine fish. Ecol. Inform. 24, 238–247 (2014).
25. Le Pichon, C., Tales, É., Gorges, G., Baudry, J. & Boët, P. Using a continuous riverscape survey to examine the effects of the spatial structure of functional habitats on fish distribution. J. Freshw. Ecol. 31, 1–19 (2016).
26. Hodgson, J. A., Wallis, D. W., Krishna, R. & Cornell, S. J. How to manipulate landscapes to improve the potential for range expansion. Methods Ecol. Evol. 1558–1566 (2017) doi:10.1111/[email protected]/(ISSN)2041-210X.Biogeography.
27. Ovaskainen, O. et al. How to make more out of community data? A conceptual framework and its implementation as models and software. Ecol. Lett. 20, 561–576 (2017).
28. Schliep, E. M. et al. Joint species distribution modelling for spatio-temporal occurrence and ordinal abundance data. Glob. Ecol. Biogeogr. 27, 142–155 (2018).
29. Buisson, L., Thuiller, W., Casajus, N., Lek, S. & Grenouillet, G. Uncertainty in ensemble forecasting of species distribution. Glob. Change Biol. 16, 1145–1157 (2010).
30. Stoklosa, J., Daly, C., Foster, S. D., Ashcroft, M. B. & Warton, D. I. A climate of uncertainty: accounting for error in climate variables for species distribution models. Methods Ecol. Evol. 6, 412–423 (2015).
31. Lemaitre-Basset, T. et al. Climate change impact and uncertainty analysis on hydrological extremes in a French Mediterranean catchment. Hydrol. Sci. J. 66, 888–903 (2021).

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