Service National d’Observation (SNO) Multiscale TROPIcal CatchmentS (M-TROPICS)

La Zone Critique (ZC) terrestre désigne la mince pellicule superficielle de la Terre à l’interface lithosphère-atmosphère/hydrosphère. Elle s’étend de la base de l’aquifère souterrain au sommet de la canopée et est le siège de d’interactions complexes impliquant les roches, l’eau du sol, l’air et les organismes vivants. Elle régule les habitats naturels et détermine la disponibilité des ressources du maintien de la vie. Le concept de ZC permet de rassembler plusieurs disciplines scientifiques dans le but de comprendre comment les différentes composantes de la ZC réagissent au changement global, qui inclut l’occupation des terres et le changement climatique. Plus spécifiquement, la communauté scientifique cherche à répondre aux questions suivantes : Quels sont les impacts de la conversion des cultures annuelles en cultures pérennes sur la biodiversité, les sols et les flux hydrologiques, sédimentaires et biogéochimiques dans les bassins versants et quels sont les effets à plus grande échelle ? Quelles sont les conséquences de la variabilité et du changement climatiques sur les différentes composantes de la ZC et ces flux ?

Les stratégies adoptées pour apporter des éléments de réponses à ces questions sont souvent des approches intégrées sur des bassins versants expérimentaux où des études hydrologiques, sédimentaires biogéochimiques et écologiques peuvent être couplées. Acquérir simultanément de chroniques temporelles de données climatiques, hydrologiques, géochimiques, hydrologiques et écologiques décennales sur des hydrosystèmes (du petit au grand bassin versant) représentatifs de la diversité des écosystèmes est d’une importance primordiale pour comprendre les processus en jeu, formuler des modèles intégrés et proposer des scénarios prédictifs.

Parmi les observatoires de la ZC qui ont été mis en place par la communauté des Sciences de la Terre depuis 25 ans, peu concernent les tropiques en dépit de l’importance globale majeure de ces régions en termes de densité de population, changement rapide de l’usage des terres, haut point de biodiversité, stock de biomasse continentale (forêts humides), taille des hydrosystèmes. De plus, les précipitations pluvieuses dans les tropiques sont gouvernées par les régimes de moussons qui sont particulièrement sensibles au changement climatique.

Le SNO M-TROPICS est le résultat de la fusion entre deux SNO préexistants : BVET (Inde du Sud et Cameroun) et MSEC (Laos, Vietnam, Thaïlande). Le SNO M-TROPICS est inclus dans OZCAR, la contribution française à l’initiative internationale des observatoires de la zone critique.

Le SNO M-TROPICS met à la disposition de la communauté scientifique des bases de données temporelles uniques composées de variables climatiques, hydrologiques, géochimiques et écologiques dans différents environnements tropicaux. Le SNO M-TROPICS vise à : (1) déterminer les flux d’eau, de matières organiques et inorganiques présentes en solution (anions et cations majeurs, carbone) et en suspension (carbone organique particulaire) ; (2) établir des bilans de masse d’érosion physique et d’altération chimique ; (3) évaluer l’impact du changement global (usage des terres, climat) sur l’ensemble des paramètres listés ci-dessus. Ces forces sont des approches (1) multi-échelles, à la fois spatiale (de la micro-parcelle, au petit bassin versant expérimental jusqu’au bassin versant de grande rivières) et temporelle (de l’infra-horaire au pluri-décennal), et (2) multidisciplinaires incluant l’hydrologie, la biogéochimie, la pédologie, l’agronomie, l’écologie, l’expérimentation, la télédétection et la modélisation.

Fecal bacteria occurrence in tropical rivers

Floriann Langlet, a master student from the Université de Toulouse III Paul Sabatier, just finished his internship at GET laboratory. He analyzed the occurrence of bacterial pathogens along the Mekong river basin (M-TROPICS/MSEC) and found that soil type, discharge, and turbidity were among the key variables associated to E. coli… Continue Reading

Field experiment of the ANR ATCHA project

Jean Riotte (IRD-GET) and Laurent Ruiz (INRA/IRD-GET), together with M. Tripti (Post doc IISc) and Nils Dubois (M2 ISTOM), performed a field experiment within the frame of the ANR ATCHA project, aiming at assessing the fate of nitrates from irrigation by groundwater. The experiment was performed in the Berambadi catchment (M-TROPICS/BVET)… Continue Reading

Critical zone analysis with GRASS and QGIS

A book authored by Yves AUDA has been published, handling the analysis of the critical zone with open-source softwares GRASS and QGIS: field sampling, hydrological models, landscape analysis, remote sensing mapping, digital elevation models, etc. Theory and exercises are based on data from the M-TROPICS/MSEC CZO in Northern Laos, gathered… Continue Reading

The roots of the drought: Hydrology and water uptake strategies mediate forest-wide demographic response to precipitation

An inter-disciplinary team at Bengaluru’s Indian Institute of Science (IISc) studied how different tree species partition underground water resources up to 30m depth and co-existing tree species diverge in water uptake depths (M-TROPICS/BVET). Deep rooted trees turn to be more vulnerable to severe droughts than shallow rooted species : climate… Continue Reading

Processes controlling silicon isotopic fractionation in a forested tropical watershed: Mule Hole Critical Zone Observatory (Southern India)

The analyses of silicon isotopes in soil, water and plant compartments of the Mule Hole forested watershed (M-TROPICS/BVET) reveal that vegetation takes up twice more silica than first estimates using elemental mass balance. This flux is 30 times higher than the solute silica flux exported by the stream, itself resulting… Continue Reading