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The anthropogenic emissions of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere are held responsible for the current global warming experienced by the Earth. Given the amplified effect of warming in the northern regions, the main objective of this thesis is to assess the factors that could influence the organic matter (OM) degradation within a carbon-rich permafrost peatland. For this purpose, we studied the effect of biological and geochemical parameters, which are directly or indirectly influenced by climate change, on the degradation of OM. Field studies and experiments were carried out in discontinuous permafrost areas of Eastern Siberia and Sweden, along with laboratory experiments using substrates from these regions and from peatlands of NE Europe. Experiments were conducted as a function of temperature, bacterial biomass, OM origins, water bodies heterogeneity, vegetation type, freezing and thawing cycles, anoxic conditions and soil depths. The originality of this work consists in the combination of various (bio)geochemical analyses using both fieldwork and laboratory approaches linking the different systems controlling OM degradation in the natural environment (mainly microbiology and geochemistry). After an introduction dealing with possible positive feedback of OM degradation in northern peatlands on climate warming, the first chapter is dedicated to a general context giving an insight of the OM in the arctic region under climate change challenges and presenting all the techniques, analyses and methods employed for this thesis. The second chapter describes the three studied sites and the general fieldwork, which involved the study of OM behaviour during diel cycles. The third chapter tackles the origin of OM and the water bodies heterogeneity effect on the biodegradation of OM. The fourth chapter investigates the impact of freeze-thaw cycles of peatland water bodies on OM degradation during transitional periods, such as early spring and late autumn. Finally, the last chapter reports the result of aerobic and anaerobic experiments. The aerobic experiment tests the effect of temperature and heterotrophic bacteria on biodegradation, while the anaerobic experiment deals with the potential production of greenhouse gases from a soil profile collected in a peatland. The main results of this thesis highlight that i) during the night, small thermokarst lakes release up to three times more CO2 compared to day-time, and big lakes become a source of CO2 rather than a sink; ii) along a hydrological continuum, from supra-permafrost water to rivers through thermokarst lakes, the degradation rate of OM decreases and the biodegradability of waters increases; iii) recurrent freeze-thaw cycles during early spring and late autumn do not influence the degradation of carbon but favor the OM-metals complexes in neutral pH waters of large lakes and rivers; iv) temperatures during these transitional periods (4 °C) exhibit the same effect on biodegradation than the summer temperatures (25 °C); and v) when frozen peat thaws, it does not release a significantly different amount of CH4 and CO2 from biodegradation processes compared to the active layer. The studies carried out in this work bring an overview of the various direct and/or indirect effects of climate change on the OM transformation by biotic and abiotic factors in a discontinuous permafrost area. Furthermore, the study of carbon behaviour in wetlands soils and waters, as well as CO2 and CH4 emissions, may help to determine the influence of climate change on the interactions of biodegraded carbon from pedo- and hydrosphere with the atmosphere.; Dans le contexte actuel du réchauffement climatique et de son amplification dans les régions nordiques, l'objectif principal de cette thèse est d'évaluer les facteurs pouvant influencer la dégradation de la matière organique (MO) contenue dans les tourbières à pergélisol. Dans ce but, nous avons étudié l'effet des paramètres, directement ou indirectement influencés par le changement climatique, sur la dégradation de la MO. Des études de terrains et des expérimentations ont été effectuées dans des zones à pergélisol discontinu de la Suède et de l'Est Sibérien, associées à des expériences en laboratoire utilisant des substrats de ces régions et du Nord-Est de l'Europe. Ces études ont eu pour but de déterminer l'influence des paramètres physico-chimiques suivant sur la dégradation de la MO: la température, la biomasse microbienne, l'origine de la MO, le type de végétation, l'hétérogénéité des plans d'eau, les cycles de gel-dégel (CGD), les conditions anoxiques et la profondeur des sols. L'originalité de ce travail réside dans la combinaison d'analyses (bio)géochimiques variées, utilisées à la fois lors des missions de terrain et en laboratoire, liant la microbiologie et la géochimie, pour comprendre la transformation de la MO dans les régions arctiques. Après une introduction générale présentant l'impact et la rétroaction positive que peut avoir le dégel du pergélisol sur le réchauffement climatique, le premier chapitre de cette thèse présente le contexte général du sujet d'étude, traitant de la MO et des problèmes actuels des régions arctiques face à ce réchauffement. Il contient aussi les techniques, analyses et méthodes utilisées durant cette thèse. Le second chapitre décrit les 3 sites d'étude et les caractéristiques générales des travaux réalisés sur le terrain, dont l'étude du comportement de la MO durant les cycles nycthéméraux. Le troisième chapitre traite de l'influence de l'origine de la MO et de l'hétérogénéité des plans d'eau sur la biodégradation de la MO. Le chapitre quatre s'intéresse aux effets des CGD subis par les eaux des tourbières durant les périodes de transition (début du printemps et fin de l'automne). Finalement, le cinquième chapitre traite d'expérimentations aérobies et anaérobies de dégradation de la MO. Les expérimentations aérobies traitent de l'effet de la température et des bactéries hétérotrophes sur la biodégradation, et les expérimentations anaérobies ont été effectuées pour déterminer le potentiel de production en gaz à effet de serre d'un profil de sol issu d'une tourbière. Parmi les résultats les plus importants de cette thèse, on retiendra que : i) durant la nuit les petits lacs thermokarstiques relarguent jusqu'à 3 fois plus de CO2 que durant la journée et que les grands lacs passent de puits à source de CO2 ; ii) le long d'un continuum hydrologique (des dépressions jusqu'aux rivières en passant par les lacs thermokarstiques), la vitesse de biodégradation de la MO diminue et la biodégradabilité des eaux augmente ; iii) les CGD fréquents durant les périodes de transition n'influencent pas la dégradation de la MO mais favorisent la complexation MO-métaux dans les eaux à pH neutres des grands lacs et rivières; iv) les températures de ces périodes (4°C environ) ont le même impact sur la biodégradation de la MO que celles observées en été (25°C) ; v) enfin, lors du dégel anaérobie du pergélisol, la biodégradation de la MO de ce dernier ne produit pas plus de CH4 ni de CO2 que celle de la couche active. Les études menées lors de cette thèse devraient préciser les effets, directs et/ou indirects, du changement climatique sur la dégradation de la MO dans les régions à pergélisol discontinu. De plus, l'étude du devenir du carbone contenu dans les sols et les eaux des tourbières ainsi que les émissions de CO2 et de CH4, permettra d'appréhender l'influence du changement climatique sur les interactions entre le carbone biodégradé de la pédo- et de l'hydrosphère pouvant être émis vers l'atmosphère.

International audience; Les tourbières sont présentes sur la Terre depuis environ 400 millions d’années. De distribution planétaire, ces écosystèmes ont contribué à l’évolution des premières flores et faunes terrestres et offrent aux paléo-écologues, aux pédologues, aux géographes, un précieux terrain de recherche. L’histoire du monde et des civilisations y est inscrite, les tourbières conservant, telles d’immenses archives, les traces des grands changements climatiques et des bouleversements apportés par les sociétés humaines.Ces sols sont d’autant plus précieux qu’ils sont gravement menacés aujourd’hui. Exploitées depuis le Moyen Âge, détruites, abandonnées, asséchées pour laisser place à des surfaces propices à l’agriculture ou à l’urbanisme, les tourbières sont en voie de disparition dans de nombreux pays. Cependant l’intérêt actuel porté aux zones humides et à la biodiversité a engendré, en Europe par exemple, des mesures législatives et réglementaires en faveur de la sauvegarde et de la préservation de ces écosystèmes.L’ouvrage propose une somme de connaissances considérable, sans équivalent en langue française. Organisé en 4 parties et 11 chapitres, il aborde tous les aspects des tourbières et de la tourbe : le vocabulaire propre à cet écosystème, les sols, la faune, la flore, l’origine, la répartition géographique, l’utilisation de la tourbe, les services écosystémiques, les menaces pesant sur les tourbières et les actions menées pour leur préservation ou leur réhabilitation.Il s’adresse aux pédologues, géographes, écologues, aux gestionnaires des milieux aquatiques et des espaces naturels, ainsi qu’aux étudiants, enseignants et chercheurs en sciences de l’environnement.Hervé Cubizolle est géographe, géomorphologue, Professeur des Universités à l’Université Jean Monnet de Saint-Etienne (Université de Lyon). Il est rattaché à l’Unité Mixte de Recherche (UMR) 5600 du CNRS « Environnement, Ville et Société » (EVS) dont il co-anime l’Atelier 5 qui traite des changements environnementaux. Ses recherches portent sur le fonctionnement, l’origine, l’usage et la gestion conservatoire des tourbières, et sur les paléo-environnements du Postglaciaire.

S’intégrer au réseau des acteurs de la culture scientifique, technique et industrielle Les bibliothèques sont rarement associées aux sciences, surtout en lecture publique. En réaction à ce manque de légitimité supposé, elles gagnent donc à s’associer à d’autres partenaires. Le réseau des acteurs de la CSTI connaît depuis quelques années un mouvement général de restructuration, et est aujourd’hui mieux défini que jamais. Depuis la loi relative à l’enseignement supérieur et à la recherche du 22...

The basaltic Devès plateau, of the Velay region in the south-eastern part of the Massif Central, France, encompasses about 10 mires that present an original hydro-morphological context as compared to other mires of the area. Four of these mires are studied here : a vast fen in a maar crator, and 3 smaller fen in closed depressions. This dissertation addresses three major objectives : - complete the ecogeographical knowledge of the mires of the Devès plateau so as to provide an evaluation of the status of preservation. - identify the impacts of mans' intervention on these sites to provide guidelines for the conservation and the restoration of these sites. - acquire paleoenvironmental data to better understand the successive changes that have affected these mires in the course of history in relation to their physical environment and to human activities, and to exploit these data in an attempt to predict their evolution in the near future. This study provides new insight on how the maar mire functions and its recent dynamics, and highlights recent dysfunctions of the Ribans mire while providing discussion of how this site could be better managed. The study of the three small mires in closed depressions, located in the northern part of the Devès, demonstrated the particular nature of these mires in terms of their hydro-morphological context, and their particular functioning and dynamics which are quite similar among the three cases studied. Paleoenvironmental data were analyzed to identify the existence of two distinct periods of mire development in the Devès. The first period lies between the Bølling and the beginning of the Preboreal, and the second around the limit between the Boreal and the Atlantic. These results reinforce previous observations made in granitic regions of the eastern Massif Central., Le plateau basaltique du Devès, situé dans la région du Velay, au sud du Massif Central oriental français, compte une dizaine de tourbières dont le contexte hydro-géomorphologique est original. Quatre d'entre elles ont été étudié dans ce travail : une vaste tourbière basse de maar, ainsi que trois petites tourbières basses de bassins. Les objectifs assignés à ce travail de recherche sont triples : - approfondir les connaissances écogéographiques sur les tourbières du domaine volcanique du Devès afin d'obtenir un évaluation générale de leur état de santé. - déterminer les impacts des interventions humaines sur ces sites afin de guider les opérations de gestion conservatoire actuelles et d'orienter les projets de restauration en cours. - acquérir des données paléoenvironnementales, afin d'appréhender les multiples changements qui ont rythmé l'histoire de ces tourbières et de leur environnement physique et humain ; se servir de ces données pour tenter de prévoir leur évolution à moyen terme. Au final, cette étude a permis de mieux comprendre le fonctionnement et la dynamique récente d'une tourbière de maar. Nous avons ainsi fait apparaître des dysfonctionnements sur le cas de la tourbière de Ribains et proposé une réflexion sur la gestion de ce site. Nous avons étudié les cas particuliers de trois tourbières basses du Nord Devès, inscrites dans des dépressions circulaires fermées. Ces tourbières, au contexte hydro géomorphologique original, ont révélé un fonctionnement et une dynamique très similaires. D'un point de vue paléo-environnemental nous avons dégagé dans le Devès deux périodes de mise en place des tourbières. Une première entre le Bølling et le début du Préboréal et une seconde à la charnière du Boréal et de l'Atlantique. Ces résultats renforcent les observations déjà faites dans le Massif Central oriental granitique.

At this end of the XXth century, bogs and fens of temperate Europa are decreasing very quickly, for a great number of causes, presented in this paper. But, European programs, NATURA 2000 or L.I.F.E., and French national program for the conservation of wetlands have shown their interest, especially for plants and habitats types, and necessity to conserve and manage these ecosystems. French speaking people need to use an unified nomenclature and precise definitions of these ecosystems to understand one another, according to international consensus. Equivalences with English and German nomenclatures are given., Les tourbières et marais de l’Europe tempérée sont en voie de régression rapide en cette fin du XXe siècle et, ceci, pour de multiples raisons présentées ici. Mais, dans le cadre de NATURA 2000 ou des programmes L.I.F.E. (Europe) et du Plan National d’ Action pour les Zones Humides (France), on a pu mettre en évidence les intérêts qu’ils présentent (en particulier pour la flore et les types d’habitats) et la nécessité de les conserver et de les gérer. L’harmonisation des définitions et de la nomenclature liées à ces milieux est indispensable pour que les spécialistes et les utilisateurs francophones puissent, à la fois, se comprendre et savoir de quoi ils parlent. Ces définitions et cette nomenclature tiennent compte du consensus international et sont mises en équivalence avec les termes anglais et allemands., Manneville Olivier. Les tourbières de France : causes de régression, intérêts de leur conservation, mise au point nomenclaturale. In: Le Journal de botanique, n°12, 1999. pp. 73-82.