Février 2014 1/2
PhD	
  Proposal	
  
SUPERVISION	
  
Perga	
  Marie	
  Elodie,	
  INRA	
  CARRTEL,	
  Thonon	
  les	
  Bains,	
  France	
  
Contact	
  :	
  marie-­‐elodie.perga@thonon.inra.fr	
  
Ph	
  :	
  00	
  33	
  4	
  50	
  26	
  78	
  18	
  
	
  
Manca	
  marina	
  &	
  Lami	
  Andrea,	
  CNR	
  ISE,	
  Pallanza,	
  Italy	
  
Contact	
  :	
  m.manca@ise.cnr.it	
  ;	
  a.lami@ise.cnr.it	
  
COLLABORATIONS	
  
- A.	
  Marchetto	
  (CNR	
  ISE	
  Pallanza,	
  Italie)	
  
- F.	
  Arnaud	
  (EDYTEM,	
  Université	
  de	
  Savoie)	
  
- S.	
  Girardclos,	
  Institut	
  Forel	
  Université	
  de	
  Genève	
  
Local	
  human	
  perturbations	
  increase	
  lakes	
  vulnerability	
  to	
  climate	
  changes	
  
A	
  pan-­‐European	
  test	
  
SUMMARY	
  OF	
  THE	
  PROPOSAL	
  
Two	
   similar	
   lakes	
   subjected	
   to	
   the	
   same	
   climate	
   change	
   (CC)	
   will	
   share	
   less	
   than	
   a	
   half	
   of	
   their	
   ecological	
   responses.	
  
Therefore,	
  over	
  50	
  %	
  of	
  lakes	
  ecological	
  responses	
  to	
  CC	
  cannot	
  yet	
  be	
  predicted.	
  During	
  the	
  program	
  ANR	
  IPER	
  -­‐RETRO	
  
(2009-­‐2013	
  ;	
   www.inra.fr/iper-­‐retro),	
   we	
   hypothesized	
   that	
   the	
   variability	
   of	
   ecological	
   responses	
   of	
   three	
   peri-­‐	
   alpine	
  
lakes	
  (Lakes	
  Geneva,	
  Annecy	
  and	
  Bourget)	
  to	
  CC	
  depends	
  on	
  the	
  context	
  of	
  local	
  human	
  pressures.	
  We	
  have	
  indeed	
  shown	
  
that,	
  regardless	
  of	
  the	
  biological	
  compartment	
  considered,	
  the	
  effect	
  of	
  CC	
  depends	
  less	
  on	
  the	
  speed	
  at	
  which	
  the	
  lake	
  
waters	
  warm	
  up,	
  rather	
  than	
  on	
  the	
  intensity	
  of	
  local	
  human	
  pressures.	
  Responses	
  to	
  climate	
  are	
  both	
  stronger	
  and	
  more	
  
deleterious	
   for	
   both	
   nutrient-­‐enriched	
   lakes	
   and	
   also	
   depend	
   on	
   fisheries	
   management	
   practices.	
   Our	
   results	
   hence	
  
suggest	
  that	
  lake	
  vulnerability	
  and	
  ecological	
  responses	
  to	
  CC	
  depend	
  on	
  local	
  management	
  of	
  human	
  activities	
  taking	
  
place	
  on	
  their	
  watershed.	
  Confirmation	
  over	
  a	
  larger	
  spatial	
  scale	
  would	
  create	
  opportunities	
  for	
  adaptation	
  to	
  CC	
  in	
  peri-­‐	
  
alpine	
  lakes,	
  as	
  adequate	
  local	
  management	
  strategies	
  could	
  reduce	
  the	
  adverse	
  effects	
  of	
  CC	
  and	
  maximize	
  benefits.	
  The	
  
objective	
  of	
  this	
  thesis	
  is	
  therefore	
  to	
  assess	
  whether	
  local	
  human	
  pressures	
  increase	
  lakes	
  vulnerability	
  and	
  sensitivity	
  to	
  
climate	
  change	
  at	
  a	
  pan-­‐	
  European	
  scale.	
  
The	
  PhD	
  work	
  will	
  be	
  based	
  on	
  the	
  meta-­‐analysis	
  of	
  paleoecological	
  series	
  that	
  had	
  been	
  collected	
  along	
  protocols	
  similar	
  
to	
  IPER	
  –RETRO,	
  covering	
  15	
  lakes	
  around	
  the	
  Alpine	
  arc	
  (5	
  countries).	
  These	
  lakes	
  are	
  of	
  comparable	
  type	
  and	
  subjected	
  to	
  
similar	
  climatic	
  variability.	
  These	
  series	
  were	
  generated	
  primarily	
  by	
  CARRTEL	
  and	
  the	
  ISE	
  -­‐CNR	
  Italian	
  laboratory,	
  creating	
  
the	
  opportunity	
  for	
  a	
  co-­‐supervised	
  PhD	
  .	
  
The	
  PhD	
  student	
  will	
  focus	
  on	
  pelagic	
  biological	
  communities	
  (phytoplankton	
  and	
  zooplankton)	
  since	
  (i)	
  they	
  are	
  those	
  for	
  
which	
   the	
   sediment	
   data	
   are	
   the	
   most	
   abundant	
   and	
   comparable	
   between	
   lakes	
   (diatoms	
   and	
   cladoceran	
   remains	
   ,	
  
photosynthetic	
   pigments),	
   (ii	
   )	
   interactions	
   between	
   local	
   and	
   climate	
   forcings	
   were	
   shown	
   to	
   be	
   the	
   greatest	
   in	
   the	
  
pelagial.	
  The	
  objective	
  is	
  two-­‐fold:	
  
1	
  .	
  comparing	
  the	
  responses	
  of	
  pelagic	
  biological	
  communities	
  to	
  climate	
  change	
  between	
  the	
  15	
  lakes	
  and	
  quantifying	
  	
  
their	
  synchronicity	
  or	
  idiosyncracy;	
  	
  
2	
  .	
  Assessing	
  whether	
  and	
  to	
  what	
  extent	
  the	
  variability	
  of	
  responses	
  depend	
  on	
  the	
  geomorphological	
  characteristics	
  and	
  
the	
  intensity	
  of	
  local	
  human	
  pressures	
  over	
  these	
  lakes.	
  
	
  
Février 2014 2/2
SELECTED	
  REFERENCES	
  
• Alric,	
  B.,	
  Jenny,	
  J.	
  P.,	
  Berthon,	
  V.,	
  Arnaud,	
  F.,	
  Pignol,	
  C.,	
  Reyss,	
  J.-­‐L.	
  et	
  al.	
  (2013)	
  Local	
  forcings	
  affect	
  
zooplankton	
  responses	
  to	
  climate	
  warming.	
  Ecology,	
  94,	
  2767-­‐2780.	
  
• Jenny,	
  J.	
  P.,	
  Arnaud,	
  F.,	
  Dorioz,	
  J.	
  M.,	
  Giguet-­‐Covex,	
  C.,	
  Frossard,	
  V.,	
  Sabatier,	
  P.	
  et	
  al.	
  (2013)	
  A	
  
spatiotemporal	
  investigation	
  of	
  varved	
  sediments	
  highlights	
  the	
  dynamics	
  of	
  hypolimnetic	
  hypoxia	
  in	
  a	
  
large	
  hard-­‐water	
  lake	
  over	
  the	
  last	
  150	
  years.	
  Limnology	
  and	
  Oceanography,	
  58,	
  1395-­‐1408.	
  
• Frossard,	
  V.,	
  Verneaux,	
  V.,	
  Millet,	
  L.,	
  Jenny,	
  J.	
  P.,	
  Arnaud,	
  F.,	
  Magny,	
  M.	
  et	
  al.	
  (2014)	
  Depth-­‐specific	
  
responses	
  of	
  the	
  chironomid	
  community	
  to	
  contrasting	
  anthropogneic	
  pressures:	
  a	
  paleolimnological	
  
perspective	
  of	
  150	
  years.	
  Freshwater	
  Biology,	
  59,	
  26-­‐40.	
  
• Frossard,	
  V.,	
  Verneaux,	
  V.,	
  Millet,	
  L.,	
  Jenny,	
  J.	
  P.,	
  Arnaud,	
  F.,	
  Magny,	
  M.	
  et	
  al.	
  (early	
  view)	
  Reconstructing	
  
long-­‐term	
  changes	
  (150	
  years)	
  in	
  the	
  carbon	
  cycle	
  of	
  a	
  clearwater	
  lake	
  using	
  the	
  stable	
  carbon	
  isotope	
  
composition	
  of	
  chironomid	
  and	
  cladoceran	
  subfossil	
  remains.	
  Freshwater	
  Biology,	
  	
  
• Domaizon,	
  I.,	
  Savichtcheva,	
  O.,	
  Debroas,	
  D.,	
  Arnaud,	
  F.,	
  Vilar,	
  C.,	
  Pignol,	
  C.	
  et	
  al.	
  (2013)	
  DNA	
  from	
  lake	
  
sediments	
  reveals	
  the	
  long-­‐term	
  dynamics	
  and	
  diversity	
  of	
  Synechococcus	
  assemblages.	
  Biogeosciences,	
  
10,	
  2515-­‐2564.	
  
	
  
	
  
REQUIRED	
  QUALIFICATIONS	
  OF	
  THE	
  APPLICANT	
  
The	
  applicant	
  has	
  to	
  be	
  qualified	
  in	
  limnology,	
  oceanography	
  or	
  paleolimnology,	
  along	
  with	
  good	
  aptitudes	
  in	
  
statistics	
  and	
  modelling.	
  The	
  phD	
  work	
  will	
  be	
  shared	
  between	
  the	
  French	
  and	
  Italian	
  labs	
  and	
  therefore	
  english	
  
speaking	
  candidates	
  are	
  required.	
  Abilities	
  in	
  French	
  or	
  Italian	
  are	
  not	
  required	
  but	
  appreciated.	
  
	
  
FELLOWSHIPS:	
  1684,73	
  euros	
  (without	
  taxes)	
  /month	
  for	
  a	
  3	
  year-­‐contract.	
  Up	
  to	
  2024,70	
  euros	
  in	
  case	
  of	
  teaching	
  
activities	
  (in	
  French)	
  
	
  
APPLICATIONS	
  
Contact	
  Marie-­‐Elodie	
  Perga	
  (Tél	
  :04	
  50	
  26	
  78	
  18	
  ;	
  Email	
  :marie-­‐elodie.perga@thonon.inra.fr)	
  before	
  May	
  15th	
  2014.	
  
	
  
	
  

Local human perturbations increase lakes vulnerability to climate changes: A pan-­‐European test

  • 1.
    Février 2014 1/2 PhD  Proposal   SUPERVISION   Perga  Marie  Elodie,  INRA  CARRTEL,  Thonon  les  Bains,  France   Contact  :  marie-­‐elodie.perga@thonon.inra.fr   Ph  :  00  33  4  50  26  78  18     Manca  marina  &  Lami  Andrea,  CNR  ISE,  Pallanza,  Italy   Contact  :  m.manca@ise.cnr.it  ;  a.lami@ise.cnr.it   COLLABORATIONS   - A.  Marchetto  (CNR  ISE  Pallanza,  Italie)   - F.  Arnaud  (EDYTEM,  Université  de  Savoie)   - S.  Girardclos,  Institut  Forel  Université  de  Genève   Local  human  perturbations  increase  lakes  vulnerability  to  climate  changes   A  pan-­‐European  test   SUMMARY  OF  THE  PROPOSAL   Two   similar   lakes   subjected   to   the   same   climate   change   (CC)   will   share   less   than   a   half   of   their   ecological   responses.   Therefore,  over  50  %  of  lakes  ecological  responses  to  CC  cannot  yet  be  predicted.  During  the  program  ANR  IPER  -­‐RETRO   (2009-­‐2013  ;   www.inra.fr/iper-­‐retro),   we   hypothesized   that   the   variability   of   ecological   responses   of   three   peri-­‐   alpine   lakes  (Lakes  Geneva,  Annecy  and  Bourget)  to  CC  depends  on  the  context  of  local  human  pressures.  We  have  indeed  shown   that,  regardless  of  the  biological  compartment  considered,  the  effect  of  CC  depends  less  on  the  speed  at  which  the  lake   waters  warm  up,  rather  than  on  the  intensity  of  local  human  pressures.  Responses  to  climate  are  both  stronger  and  more   deleterious   for   both   nutrient-­‐enriched   lakes   and   also   depend   on   fisheries   management   practices.   Our   results   hence   suggest  that  lake  vulnerability  and  ecological  responses  to  CC  depend  on  local  management  of  human  activities  taking   place  on  their  watershed.  Confirmation  over  a  larger  spatial  scale  would  create  opportunities  for  adaptation  to  CC  in  peri-­‐   alpine  lakes,  as  adequate  local  management  strategies  could  reduce  the  adverse  effects  of  CC  and  maximize  benefits.  The   objective  of  this  thesis  is  therefore  to  assess  whether  local  human  pressures  increase  lakes  vulnerability  and  sensitivity  to   climate  change  at  a  pan-­‐  European  scale.   The  PhD  work  will  be  based  on  the  meta-­‐analysis  of  paleoecological  series  that  had  been  collected  along  protocols  similar   to  IPER  –RETRO,  covering  15  lakes  around  the  Alpine  arc  (5  countries).  These  lakes  are  of  comparable  type  and  subjected  to   similar  climatic  variability.  These  series  were  generated  primarily  by  CARRTEL  and  the  ISE  -­‐CNR  Italian  laboratory,  creating   the  opportunity  for  a  co-­‐supervised  PhD  .   The  PhD  student  will  focus  on  pelagic  biological  communities  (phytoplankton  and  zooplankton)  since  (i)  they  are  those  for   which   the   sediment   data   are   the   most   abundant   and   comparable   between   lakes   (diatoms   and   cladoceran   remains   ,   photosynthetic   pigments),   (ii   )   interactions   between   local   and   climate   forcings   were   shown   to   be   the   greatest   in   the   pelagial.  The  objective  is  two-­‐fold:   1  .  comparing  the  responses  of  pelagic  biological  communities  to  climate  change  between  the  15  lakes  and  quantifying     their  synchronicity  or  idiosyncracy;     2  .  Assessing  whether  and  to  what  extent  the  variability  of  responses  depend  on  the  geomorphological  characteristics  and   the  intensity  of  local  human  pressures  over  these  lakes.    
  • 2.
    Février 2014 2/2 SELECTED  REFERENCES   • Alric,  B.,  Jenny,  J.  P.,  Berthon,  V.,  Arnaud,  F.,  Pignol,  C.,  Reyss,  J.-­‐L.  et  al.  (2013)  Local  forcings  affect   zooplankton  responses  to  climate  warming.  Ecology,  94,  2767-­‐2780.   • Jenny,  J.  P.,  Arnaud,  F.,  Dorioz,  J.  M.,  Giguet-­‐Covex,  C.,  Frossard,  V.,  Sabatier,  P.  et  al.  (2013)  A   spatiotemporal  investigation  of  varved  sediments  highlights  the  dynamics  of  hypolimnetic  hypoxia  in  a   large  hard-­‐water  lake  over  the  last  150  years.  Limnology  and  Oceanography,  58,  1395-­‐1408.   • Frossard,  V.,  Verneaux,  V.,  Millet,  L.,  Jenny,  J.  P.,  Arnaud,  F.,  Magny,  M.  et  al.  (2014)  Depth-­‐specific   responses  of  the  chironomid  community  to  contrasting  anthropogneic  pressures:  a  paleolimnological   perspective  of  150  years.  Freshwater  Biology,  59,  26-­‐40.   • Frossard,  V.,  Verneaux,  V.,  Millet,  L.,  Jenny,  J.  P.,  Arnaud,  F.,  Magny,  M.  et  al.  (early  view)  Reconstructing   long-­‐term  changes  (150  years)  in  the  carbon  cycle  of  a  clearwater  lake  using  the  stable  carbon  isotope   composition  of  chironomid  and  cladoceran  subfossil  remains.  Freshwater  Biology,     • Domaizon,  I.,  Savichtcheva,  O.,  Debroas,  D.,  Arnaud,  F.,  Vilar,  C.,  Pignol,  C.  et  al.  (2013)  DNA  from  lake   sediments  reveals  the  long-­‐term  dynamics  and  diversity  of  Synechococcus  assemblages.  Biogeosciences,   10,  2515-­‐2564.       REQUIRED  QUALIFICATIONS  OF  THE  APPLICANT   The  applicant  has  to  be  qualified  in  limnology,  oceanography  or  paleolimnology,  along  with  good  aptitudes  in   statistics  and  modelling.  The  phD  work  will  be  shared  between  the  French  and  Italian  labs  and  therefore  english   speaking  candidates  are  required.  Abilities  in  French  or  Italian  are  not  required  but  appreciated.     FELLOWSHIPS:  1684,73  euros  (without  taxes)  /month  for  a  3  year-­‐contract.  Up  to  2024,70  euros  in  case  of  teaching   activities  (in  French)     APPLICATIONS   Contact  Marie-­‐Elodie  Perga  (Tél  :04  50  26  78  18  ;  Email  :marie-­‐elodie.perga@thonon.inra.fr)  before  May  15th  2014.