Évaluation des risques de contamination des eaux de surface par les produits phytosanitaires : application à un bassin versant viticole (projet PhytoCOTE)
L'évolution de la production qualitative viticole, s'est faite durant plusieurs décennies par l'usage souvent excessif de produits phytosanitaires. L'objectif était la lutte contre les cryptogames, les ravageurs des plantes et la gestion de la concurrence des adventices concernant les éléments minéraux, l'eau, l'espace de développement. Ces pesticides, faciles à utiliser et très efficaces, ont été appliqués durant cette période de façon systématique suivant des recommandations, généralement à l'encontre de considérations agronomiques et écologiques. Mais l'usage bénéfique de ces molécules pour les agrosystèmes trouve aussi ses conséquences dans la contamination des écosystèmes et particulièrement les hydrosystèmes, ainsi que sur la santé humaine. Le projet pluridisciplinaire PhytoCOTE (agronomie, hydrobiologie, chimie environnementale, écotoxicologie, économie) étudie l'usage des produits phytosanitaires dans les agrosystèmes viticoles, leurs transferts dans les écosystèmes connexes (eau, air, sol), leur bioaccumulation et leur potentiel toxique chez les organismes aquatiques. Le site d'étude est localisé dans le Blayais, région viticole située sur la rive droite de l'estuaire de la Gironde. Les recherches ont d'abord permis d'évaluer la contribution de parcelles viticoles aux risques de contamination des eaux de surface par les produits phytosanitaires utilisés en viticulture, en tenant compte de critères descriptifs du milieu (sols, relief, connectivité des parcelles par rapport aux cours d'eau) et des pratiques viticoles (pression phytosanitaire, degré d'enherbement des parcelles, zones tampons). Des cartes de ces risques au niveau du parcellaire ont pu être établies. Parallèlement, un suivi annuel de la variabilité spatio-temporelle des concentrations en pesticides a été mis en place dans les différents compartiments environnementaux. Le suivi des cours d'eau permanents repose notamment sur le déploiement de capteurs passifs POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Samplers) classiques à une fréquence mensuelle et de prélèvements d'eau ponctuels (bi-mensuels). L'analyse de la cartographie des risques, de la concentration en pesticides, de la modélisation des modes de conduite viticole (conventionnel, agrobiologie, agroécologie,...) et du comportement décisionnel des agriculteurs face aux choix des méthodes de protection phytosanitaire, devrait permettre d'établir des scenarii de changements de ces pratiques. Le but in fine est de proposer aux viticulteurs des mesures concrètes de nature agro-écologiques pour une réduction des usages de ces produits phytosanitaires et d'analyser comment ces mesures pourraient être influencées par les politiques publiques.
(pp. 12 p., 20/06/2026)
UR ETBX, IRSTEA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Variation of the isotopic composition of dissolved organic carbon during the runoff cycle in the Amazon River and the floodplains
Given the relative scarcity of stable isotope data on dissolved organic carbon (DOC) in the Amazon Basin, we hypothesized that the variability in DOC sources may be underestimated in such major river basins. To explore the links between the mainstem and tributaries and the floodplain, particular efforts were made during five distinct cruises at different stages of the hydrograph between October 2008 and January 2011, to document the spatial and temporal variation of DOC concentrations and δ13C-DOC in the central Amazon River system (Brazil). Based on more than 200 data, the spatial and temporal variability of δ13C-DOC values was found to be larger than previously reported in the same area. Although a small range of variation was observed throughout the hydrological cycle in the upper reach of the studied section (–29.2 to –29.5‰ in the Rio Negro and –28.7 to –29.0‰ in the Rio Solimões), a much larger one (–28.0 to –34.6‰) was found in the lower reach of the river, as the proportion of open lakes increased downstream in the floodplains. The low variability in the upper reaches suggests constant and homogeneous DOC sources from upland soils and flooded forest, while lower δ13C-DOC values recorded in the lower reach mainstem at high and falling waters can be attributed to a greater export of plankton-derived 13C-depleted DOC from flooded lakes. Noteworthy are the higher δ13C-DOC values measured in the Rio Madeira and the associated flooded lakes (–26.5 to –28.8‰), which may reflect the imprint from upland headwaters and a weaker density of flooded forest in the watershed. The higher δ13C-DOC values observed in the lower reach during low waters are still not fully understood. Floating meadows principally consisting of C4 macrophytes were found to increase δ13C-DOC values by ∼1.5‰ in their vicinity, but this impact was no longer noticeable at distances of ∼10 m from the plant rafts. This rather modest 13C-enrichment suggests rapid decomposition and/or dilution of this wetland-derived DOC.
(Comptes Rendus. Géoscience. vol. 350, n° 1631-0713, pp. 65-75, 20/06/2026)
ISTO, BRGM, INSU - CNRS, UO, CNRS, ISTO, BRGM, INSU - CNRS, UO, CNRS, UFF, GET, IRD, UT3, Comue de Toulouse, INSU - CNRS, CNES, CNRS, IPGP, INSU - CNRS, UPD7, UR, IPG Paris, CNRS, EES, KU Leuven, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LOCEAN, MNHN, IRD, INSU - CNRS, SU, CNRS, IPSL (FR_636), ENS-PSL, PSL, UVSQ, CEA, INSU - CNRS, X, IP Paris, CNES, SU, CNRS, UPCité
Unraveling the forcings controlling the vegetation and climate of the best orbital analogues for the present interglacial in SW Europe
The suitability of MIS 11c and MIS 19c as analogues of our present interglacial and its natural evolution is still debated. Here we examine the regional expression of the Holocene and its orbital analogues over SW Iberia using a model-data comparison approach. Regional tree fraction and climate based on snapshot and transient experiments using the LOVECLIM model are evaluated against the terrestrial-marine profiles from Site U1385 documenting the regional vegetation and climatic changes. The pollen-based reconstructions show a larger forest optimum during the Holocene compared to MIS 11c and MIS 19c, putting into question their analogy in SW Europe. Pollen-based and model results indicate reduced MIS 11c forest cover compared to the Holocene primarily driven by lower winter precipitation, which is critical for Mediterranean forest development. Decreased precipitation was possibly induced by the amplified MIS 11c latitudinal insolation and temperature gradient that shifted the westerlies northwards. In contrast, the reconstructed lower forest optimum at MIS 19c is not reproduced by the simulations probably due to the lack of Eurasian ice sheets and its related feedbacks in the model. Transient experiments with time-varying insolation and CO2 reveal that the SW Iberian forest dynamics over the interglacials are mostly coupled to changes in winter precipitation mainly controlled by precession, CO2 playing a negligible role. Model simulations reproduce the observed persistent vegetation changes at millennial time scales in SW Iberia and the strong forest reductions marking the end of the interglacial "optimum".
(Climate Dynamics. vol. 51, n° 0930-7575, pp. 667-686, 20/06/2026)
EPHE, PSL, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Future intensification of summer hypoxia in the tidal Garonne River (SW France) simulated by a coupled hydro sedimentary-biogeochemical model
Projections for the next 50 years predict a widespread distribution of hypoxic zones in the open and coastal ocean due to environmental and global changes. The Tidal Garonne River (SW France) has already experienced few episodic hypoxic events. However, predicted future climate and demographic changes suggest that summer hypoxia could become more severe and even permanent near the city of Bordeaux in the next few decades. A 3D model, which couples hydrodynamic, sediment transport, and biogeochemical processes, is applied to assess the impact of factors submitted to global and regional climate changes on oxygenation in the turbidity maximum zone (TMZ) of the Tidal Garonne River during low-discharge periods. The model simulates an intensification of summer hypoxia with an increase in temperature, a decrease in river flow or an increase in the local population, but not with sea level rise, which has a negligible impact on dissolved oxygen. Different scenarios were tested by combining these different factors according to the regional projections for 2050 and 2100. All the simulations showed a trend toward a spatial and temporal extension of summer hypoxia that needs to be considered by local water authorities to impose management strategies to protect the ecosystem
(Environmental Science and Pollution Research. vol. 25, n° 0944-1344, pp. 31957-31970, 20/06/2026)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LyRE, BOREA, UNICAEN, NU, MNHN, IRD, SU, CNRS, UA
Ocean as the main driver of Antarctic ice sheet retreat during the Holocene
Ocean-driven basal melting has been shown to be the main ablation process responsible for the recession of many Antarctic ice shelves and marine-terminating glaciers over the last decades. However, much less is known about the drivers of ice shelf melt prior to the short instrumental era. Based on diatom oxygen isotope (δ18Odiatom; a proxy for glacial ice discharge in solid or liquid form) records from western Antarctic Peninsula (West Antarctica) and Adélie Land (East Antarctica), higher ocean temperatures were suggested to have been the main driver of enhanced ice melt during the Early-to-Mid Holocene while atmosphere temperatures were proposed to have been the main driver during the Late Holocene. Here, we present a new Holocene δ18Odiatom record from Prydz Bay, East Antarctica, also suggesting an increase in glacial ice discharge since ~4500 years before present (~4.5 kyr BP) as previously observed in Antarctic Peninsula and Adélie Land. Similar results from three different regions around Antarctica thus suggest common driving mechanisms. Combining marine and ice core records along with new transient accelerated simulations from the IPSL-CM5A-LR climate model, we rule out changes in air temperatures during the last ~4.5 kyr as the main driver of enhanced glacial ice discharge. Conversely, our simulations evidence the potential for significant warmer subsurface waters in the Southern Ocean during the last 6 kyr in response to enhanced summer insolation south of 60°S and enhanced upwelling of Circumpolar Deep Water towards the Antarctic shelf. We conclude that ice front and basal melting may have played a dominant role in glacial discharge during the Late Holocene.
(Global and Planetary Change. vol. 166, n° 0921-8181, pp. 62-74, 20/06/2026)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, CERFACS, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, GLACCIOS, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, IACT, CSIC, UGR, UCL-ASTR, UCLouvain, MERMAID, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA
The balance of canopy and soil effects determines intraspecific differences in foundation species’ effects on associated plants
The impact of plant–plant interactions on species diversity patterns has been broadly addressed in stressful environments, such as alpine ecosystems, where foundation species promote species richness by creating habitat for other species. However, foundation species with contrasting phenotypes might modify the microhabitat differently, which would alter the subordinate community composition, and coincide with distinct feedback effects of those subordinate species on the foundation species. However, the precise interaction mechanisms that facilitate species are not fully understood, especially the relative contribution of above- and below-ground compartments of foundation species to subordinate species and the potential feedbacks they receive. We explored whether two contrasted canopy phenotypes (tight and loose) of the shrub Cytisus galianoi differed in their effects on the microhabitat and on subordinate plant community composition in a dry subalpine system. We also experimentally distinguished the relative contribution of above- (canopy) and below-ground (soil) effects of C. galianoi on the most frequent subordinate species, Festuca indigesta, as well as the reciprocal effects of F. indigesta on C. galianoi. We performed observational and manipulative experiments to assess the influence of phenotypic differences of the shrub on understorey microhabitat and subordinate plant community composition. Reciprocal effects were assessed by removing either F. indigesta from the understorey of the two shrub phenotypes or the C. galianoi canopy from the immediate vicinity of F. indigesta. The two C. galianoi phenotypes differed in mean values of functional traits (like stem density or plant height), modified their understorey microhabitats differently and hosted distinct subordinate communities. Loose phenotypes had more positive effects on community composition and diversity than tight phenotypes. In addition, tight phenotypes simultaneously showed both more positive above-ground and more negative below-ground effects on F. indigesta than loose phenotypes. There were no significant feedback effects of F. indigesta on C. galianoi. The two phenotypes of the foundation species C. galianoi showed contrasting effects on the subordinate plant community: Compared to the tight phenotype, the loose phenotype had higher associated species diversity and reduced reciprocal interaction intensities above- and below-ground with the subordinate species F. indigesta. This highlights the impact of phenotypic variation for plant interactions and community-level diversity.
(Functional Ecology. vol. 32, n° 0269-8463, pp. 2253-2263, 20/06/2026)
EEZA, CSIC, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Approche bayésienne pour estimer les paramètres d'un modèle biodynamique chez les invertébrés benthiques d'eau douce
Les modèles biodynamiques classiques ont été validés pour formaliser la variabilité de la bioaccumulation de contaminants par différentes espèces d'organismes. La bioaccumulation est alors décrite comme la résultante des processus d'absorption et d'élimination (Luoma et Rainbow, 2005). Chez les invertébrés benthiques, ces modèles ont été développés à l'origine pour les métaux, puis pour quelques contaminants organiques, en considérant l'organisme comme un compartiment unique et en ne prenant en compte généralement qu'une seule voie d'exposition. Toutefois, il est crucial de tenir compte dans de tels modèles de tous les processus impliqués dans la bioaccumulation de contaminants, tels que différentes voies d'absorption et notamment la voie trophique, la croissance de l'organisme, mais aussi les effets de saturation et/ou de biotransformation. Ces phénomènes sont d'autant plus importants à prendre en compte pour les invertébrés benthiques, dans la mesure où ils jouent un rôle clé dans le transfert des contaminants puisqu'ils se situent souvent à la base des réseaux trophiques aquatiques. Par ailleurs, l'estimation des paramètres de ces modèles est couramment effectuée par une approche fréquentiste, en deux étapes : premièrement en estimant les paramètres liés à l'élimination, et dans un second temps l'estimation des paramètres liés à l'absorption. Cette méthode nécessite la plupart du temps de fixer certains paramètres lorsque tous ne peuvent pas être estimés simultanément, induisant un biais puisqu'il n'est pas exclu que ces paramètres soient corrélés. L'inférence Bayésienne permet (i) de pallier le problème d'estimation simultanée de tous les paramètres d'un modèle à partir de données de nature différente ; (ii) d'utiliser l'information disponible sur les paramètres (à partir de la littérature, d'expériences préliminaires ou d'avis d'experts) ; et (iii) de fournir une estimation des incertitudes à travers les distributions a posteriori de chaque paramètre, issue de la distribution jointe de tous les paramètres estimés simultanément (incluant donc la corrélation éventuelle). L'objectif de cette étude est de développer un cadre Bayésien générique pour estimer simultanément les paramètres d'un modèle biodynamique chez des espèces d'invertébrés aquatiques variées exposées à divers contaminants, si possible peu connus ou émergents. La distribution a posteriori obtenue pour tous les paramètres permettra une évaluation plus précise de l'incertitude de la bioaccumulation. Nous illustrons cette approche avec des données expérimentales obtenues en conditions contrôlées de cinétiques d'accumulation et d'élimination chez Gammarus fossarum et Chironomus riparius exposés à des sédiments ou des feuilles contaminées en PCB 153 ou en hexabromocyclododécane (retardateur de flamme).
(pp. 20, 20/06/2026)
IRSTEA, LBBE, UCBL, VAS, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Geoarchaeology of the Roman port-city of Ostia: Fluvio-coastal mobility, urban development and resilience
Ostia is one of the most extensively excavated cities of the Roman period. The port-city of Rome, which today lies 4 km from the coastline, was established in a very constrained environment at the mouth of the River Tiber. Based on a review of the geoarchaeological and archaeological research at Ostia, 4 new cores analysed through palaeoenvionmental methods, and 21 new radiocarbon dates, we propose a new model of the fluvio-coastal landscape of Ostia from its origin: (1) the coastline shifted rapidly westward between the 8th and the 6th c. BCE followed by a slow progradation and possible erosion phases until the end of the 1st c. CE; (2) the castrum of Ostia (c. late 4th–early 3rd c. BCE) was founded away from the river mouth but close to the River Tiber; (3) between the 4th and the 1st c. BCE, the River Tiber shifted from a position next to the castrum, below the northern Imperial cardo of Ostia, to 150 m to the north; (4) a possible harbour was established to the north of the castrum during the Republican period; (5) the city expanded and a district was built over the harbour and the palaeochannel between the Republican period and the beginning of the 2nd c. CE, showing that Ostia was a dynamic and resilient city during that time. Finally, we suggest the possibility to combine urban fabric analysis (the orientation of the structures) and palaeoenvironmental analysis for reconstructing the evolution of the city in relation to the fluvio-coastal mobility.
(Earth-Science Reviews, n° 0012-8252, pp. 265-283, 20/06/2026)
LIVE, UNISTRA, CNRS, Archéorient, UL2, CNRS, ULiège, IGAG, CNR, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, INP, CEPAM, UNS, CNRS, BSR
Nanocontamination d'organismes aquatiques par des particules inorganiques : transfert trophique et impacts toxiques
En raison d’une utilisation croissante et massive, les nanoparticules manufacturées apparaissentcomme de potentiels contaminants émergents pour l’environnement, incluant notammentles écosystèmes aquatiques. Alors que le transfert trophique semble constituer unevoie d’exposition majeure pour les organismes, une connaissance lacunaire dans la littératurescientifique persiste, résultant pour partie des difficultés expérimentales inhérentes àce type d’exposition. Pour ce travail en conditions contrôlées de laboratoire, les nanoparticulesd’or (sphériques, 10 nm, fonctionnalisées aux PEG-amines), stables en solution, ontété choisies pour l’étude du transfert trophique et des impacts toxiques sur des organismesaquatiques. Ce continuum trophique considère la base des réseaux trophiques (biofilms naturels,algues), des niveaux intermédiaires (poissons brouteurs, bivalves suspensivores), jusqu’auxorganismes de haut de chaînes trophiques, avec l’anguille européenne. Avec des expositionsréalisées à de relatives faibles doses, ce travail tend à la représentativité environnementale.Des approches méthodologiques intégratives des niveaux subcellulaire à tissulaire(RT-qPCR, séquençage haut-débit, histologie) ont permis d’évaluer les impacts toxiques.Les résultats indiquent une importante capacité de rétention des nanoparticules par les biofilmsnaturels. À la suite d’une exposition de 21 jours, les dosages d’or révèlent un transfertdes biofilms aux poissons brouteurs, avec une distribution de l’or dans tous les organes. Deplus, ce transfert est associé à une réponse inflammatoire au regard des lésions histologiquesobservés dans les foies, rates et muscles des poissons exposés. Une chaîne alimentaire « naturelle» à trois maillons trophiques, impliquant algues - bivalves - anguilles européennes,atteste d’un transfert significatif jusqu’au poisson prédateur. Enfin, l’analyse du transcriptome,par une approche de séquençage haut-débit, des foies et cerveaux d’anguilles exposéesaux nanoparticules par nourriture enrichie, a permis de mettre en évidence une réponseconjointe à ces deux organes dans des processus biologiques associés au système immunitaireet sa régulation, dont des récepteurs NOD-like impliqués dans l’inflammasome.L’ensemble des résultats expérimentaux interpellent quant aux effets délétères à long-termequ’engendreraient les nanoparticules sur les écosystèmes aquatiques, illustrant par ailleursla propension de ces contaminants à être transférés dans les chaînes trophiques.
(21/12/2017)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Rain-fed agriculture thrived despite climate degradation in the pre-Hispanic arid Andes
Archaeological research suggests significant human occupation in the arid Andean highlands during the 13th to 15th centuries, whereas paleoclimatic studies reveal prolonged drier and colder conditions during that period. Which subsistence strategy supported local societies in this harsh environment? Our field and aerial surveys of archaeological dwelling sites, granaries, and croplands provide the first evidence of extended pre-Hispanic agriculture supporting dense human populations in the arid Andes of Bolivia. This unique agricultural system associated with quinoa cultivation was unirrigated, consisting of simple yet extensive landscape modifications. It relied on highly specific environmental knowledge and a set of water-saving practices, including microterracing and biennial fallowing. This intense agricultural activity developed during a period of unfavorable climatic change on a regional and global scale, illustrative of efficient adaptive strategies to cope with this climatic change.
(Science Advances. vol. 3, n° 2375-2548, pp. e1701740, 20/12/2017)
AGIR, INRA, Toulouse INP, Comue de Toulouse, CEFE, UPVM, INRA, Montpellier SupAgro, EPHE, PSL, UM, CNRS, IRD [Occitanie], IRD, Montpellier SupAgro, UMR ISEM, Cirad, IRD, EPHE, PSL, UM, CNRS, LAMPEA, AMU, CNRS, MC, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS