We tested a trait-based approach to link a soil disturbance to changes in invertebrate communities. Soils and macro-invertebrates were sampled in sandy soils contaminated by long-term wastewater irrigation, adding notably organic matter and trace metals (TM). We hypothesized that functional traits of invertebrates depict ways of exposure and that exposure routes relate to specific TM pools. Geophages and soft-body invertebrates were chosen to inform on exposure by ingestion or contact, respectively. Trait-based indices depicted more accurately effects of pollution than community density and diversity did. Exposure by ingestion had more deleterious effects than by contact. Both types of exposed invertebrates were influenced by TM, but geophages mainly responded to changes in soil organic matter contents. The trait-based approach requires to be applied in various conditions to uncorrelate specific TM impacts from those of other environmental factors.

Predicting the transfer of contaminants in soils is often hampered by lacking validation of mathematical models. Here, we applied Hydrus-2D software to three agricultural soils for simulating the 1900–2005 changes of zinc and lead concentration profiles derived from industrial atmospheric deposition, to validate the tested models with plausible assumptions on past metal inputs to reach the 2005 situation. The models were set with data from previous studies on the geochemical background, estimated temporal metal deposition, and the 2005 metal distributions. Different hypotheses of chemical reactions of metals with the soil solution were examined: 100% equilibrium or partial equilibrium, parameterized following kinetic chemical extractions. Finally, a two-site model with kinetic constant values adjusted at 1% of EDTA extraction parameters satisfactory predicted changes in metal concentration profiles for two arable soils. For a grassland soil however, this model showed limited applicability by ignoring the role of earthworm activity in metal incorporation.

This paper offers a new mechanism in order to Nash-implement a Pareto optimal level of ambient pollution. As usuas in the literature on non point source pollution, the proposed scheme is not conditional on individual emissions, since they are not observable; rather it is conditional on aggregate emission. But the novelty here is that we do not assume the regulator knows the agents'preferences, with which he could identify the target level of aggregate emission. Our mechanism dispenses with this information, yet it achieves Pareto optimality provided that the number of agents involved in the problem is known.

Les écosystèmes lacustres sont de plus en plus soumis à de multiples perturbations maisleur réponse est encore trop rarement considérée de façon globale. En effet, au traversd’un jeu d’interactions complexes, chaque perturbation peut moduler l’intensité del’impact des autres sur les lacs, et de ce fait, leur réponse. Dans ce contexte, ce travaildoctoral est axé sur l’approfondissement de notre compréhension de la réponse des lacs àun contexte de perturbations multiples, sur le long terme. Pour cela, trois grands lacsprofonds (le lac Léman, du Bourget et d’Annecy), soumis à une perturbation régionalesimilaire (i.e., le réchauffement climatique) et à deux perturbations locales (i.e., leschangements dans le statut trophique et dans les pratiques de gestion piscicole)d’intensités différentes, ont été choisis. La réponse de ces lacs à ces changements a étéabordée au travers d’une approche paléolimnologique, basée sur les cladocères. En effet,la capacité de ceux-ci à intégrer les changements temporels dans le réseau trophiquepélagique en réponse aux trois perturbations environnementales en fait un modèle adéquatpour reconstruire les changements à l’échelle de la communauté pélagique. Plusprécisément, nous avons abordé (i) les changements dans les communautés de cladocères,au cours du siècle dernier, en réponse aux trois perturbations environnementales et (ii)l’impact de ces perturbations sur les stratégies de reproduction des Daphnies. Cependant,le manque de connaissance dans les grands lacs profonds sur la représentativité descommunautés sources de cladocères par les assemblages de restes archivés dans lessédiments a tout d’abord conduit à faire un point méthodologique. Ce dernier a abouti à lamise en évidence de différences dans le niveau de représentation de communautés sourcesde cladocères selon le type de restes utilisés. La composition taxonomique et la structureen taille des restes parthénogénétiques (i.e., exosquelettes) reflètent relativement biencelle des communautés sources. Quant aux éphippies (oeufs de dormance), elles serévèlent des indicateurs fiables pour reconstruire les comportements de reproduction.Suite à ces résultats, les reconstructions paléolimnologiques des communautés decladocères montrent que leur trajectoire écologique était contrôlée par des interactionscomplexes entre les trois pertubations différentes, selon les périodes de temps et entre leslacs. De plus, la réponse des communautés de cladocères au climat était différente entreles trois lacs comme une fonction de l’intensité des forçages locaux. Ces observationssuggèrent qu’il est important d’inclure le rôle des perturbations locales dans la prédictionde l’impact futur des changements climatiques sur les lacs. L’impact des perturbationsenvironnementales sur le comportement de reproduction des Daphnies est tel que desévènements d’hybridation interspécifique ont été observés. Cependant, ces évènementsd’hybridation sont issus de sensibilité aux trois perturbations environnementalesdifférentes entre les espèces de Daphnies.

Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du Climat (GIEC) indique que le réchauffement climatique est sans équivoque. Le sud de l'Europe doit ainsi anticiper des conditions climatiques plus difficiles (sécheresses estivales, températures plus élevées) ainsi qu'une une baisse de la disponibilité de la ressource en eau. La question prioritaire est donc de savoir comment l'agriculture va devoir s'adapter à des conditions climatiques différentes. Par ailleurs, et comme en témoignent la Directive Cadre sur l'Eau (DCE) et le dernier bilan santé de la PAC de 2008, la qualité de l'eau est devenue un des objectifs prioritaires de l'Union Européenne ; mettant en avant l'intérêt d'un référencement des pratiques agricoles alternatives en matière d'emploi de pesticides et l'importance de prendre en compte les conditions d'adoption et de mise en œuvre de ces pratiques. Le Projet EAUSAGE articule ainsi deux approches complémentaires, l'une qualitative et l'autre quantitative : La première approche a pour hypothèse que l'existence d'incertitudes constitue un frein majeur à l'adoption de pratiques alternatives de réduction des phytosanitaires et que les modalités de diffusion de l'information et de réalisation du conseil technique vont influencer la façon dont les acteurs perçoivent les risques et les incertitudes et, partant, déterminent les possibilités d'un changement de pratiques. La seconde approche, quantitative, consiste à développer des outils permettant l'évaluation de scénarios en vue d'une « meilleure » planification conjointe des différentes activités (agricoles, industrielles, domestiques) et d'une « meilleure » utilisation des ressources en eau, à une grande échelle (Région Midi-Pyrénées).