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Offres de stage/diplôme
Les travaux de diplôme qui peuvent être supervisés par des
scientifiques de langue allemande sont indiqués sur la page allemande >>>
(2) Litière: Le flux de litière, un terme important du cycle
biogéochimique en forêt, est-il estimé de manière représentative par
nos collecteurs ? Comment le peuplement réagit-il à des épisodes de
sécheresse ou de froid intense ? L'écosystème est-il en équilibre ?
Une grande partie des éléments nutritifs (C, N, P, Ca, Mg, K) que les
arbres extraient du sol par leurs racines retourne au sol lors de la
chute automnale des feuilles et est remobilisée par les processus de
décomposition. Le matériel végétal tombant des couronnes des arbres et
arbustes est échantillonné sur 10 placettes LWF et analysé avec pour
objectif de calculer le flux d'éléments minéraux sous forme de litière
et de comparer celui-ci aux autres flux du cycle biogéochimique.
L'objectif est d'étudier également les relations entre les conditions
climatiques et la litière.
µ
Tâches :Assistance pour l'échantillonnage et le
prétraitement des échantillons en laboratoire. Développement des
programmes de traitement des données (tests de plausibilité, calcul des
flux, présentation graphique), analyse des données.
Conditions requises : Connaissances de base en biochimie, météorologie, pédologie, programmation (par exemple SQL, SAS, R)
Contact: Stefan Zimmermann, Anne Thimonier, Maria Schmitt, Peter Waldner, Matthias Dobbertin
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(4) Ruissellement de tronc: Quelle proportion des précipitations en
forêt s'écoule-t-elle le long des troncs? Nos collecteurs sont-ils
bien adaptés et fonctionnent-ils correctement ?
Dans les peuplements d'essences forestières à écorce lisse et dont les
branches pointent vers le haut, comme le hêtre, une partie
significative des précipitations sous couvert forestier atteint le sol
en s'écoulant le long des troncs. Sur les placettes LWF où le hêtre
représente l'espèce principale, le ruissellement de tronc est recueilli
par des gouttières apposées sur les troncs de 5 arbres. Les mesures
doivent être extrapolées pour donner une estimation à l'échelle de la
placette. Le ruissellement de tronc est ensuite analysé conjointement
avec les pluviolessivats (précipitations sous couvert forestier)
recueillis par les collecteurs placés sous les couronnes des arbres.
Tâches :Assistance pour l'échantillonnage et le prétraitement des échantillons en laboratoire. Analyse des données
Conditions requises : Connaissances de base en chimie et en hydrologie
Contact: Anne Thimonier, Maria Schmitt, Peter Waldner
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(5) Dépôts d'azote d'origine atmosphérique : quelle quantité d'azote est retenue par les couronnes des arbres ?
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Les dépôts atmosphériques de composés azotés ont augmenté
substantiellement à partir des années 1950. Des apports accrus en azote
participent à la fois aux processus d'acidification et d'eutrophisation
des écosystèmes forestiers. La quantification des dépôts azotés
apportent donc une information clef dans la compréhension de la
dynamique des écosystèmes.
Tâches :Mise en place de l'expérimentation et formulation de résultats
Conditions requises : Connaissances de base en biochimie
Contact: Anne Thimonier, Maria Schmitt, Peter Waldner
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(6) Adaptions écophysiologiques et structurales en réponse à des changements climatiques simulés
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Au cours du XXème siècle, la Suisse s’est réchauffée environ deux fois plus
rapidement que ce que l’on a observé ailleurs à la surface du globe. L’augmentation
de la température pourrait atteindre 2.0-5.5 °C en Europe occidentale à
l’horizon 2100. Un déficit des précipitations en été, mais leur augmentation en
hiver, sont également pronostiqués. L’ampleur et la rapidité de ces changements
auront des conséquences majeures sur la végétation naturelle et les systèmes
agro-pastoraux dont les effets, même à court terme, se laissent difficilement
prévoir en l’état actuel de nos connaissances. La partie réalisée en Suisse
occidentale du projet Mountland (http://www.cces.ethz.ch/projects/sulu/MOUNTLAND
- http://ecos.epfl.ch/recherche/Presentation_AXA.pdf)
consiste en une simulation expérimentale réaliste des changements
climatiques à venir dans les écosystèmes agro-pastoraux : des unités
entières d’écosystèmes (mésocosmes) ont été transplantées en 2009 depuis un
site donneur à 1400 m d’altitude vers différents sites situés sur un transect
entre 1400 (contrôle) et 400 m d’altitude dans le Jura vaudois. Le travail de masters
proposé permet d’ajouter un volet éco-physiologique et structural à cette
expérimentation, dans le but d’une compréhension mécanistique des changements
physiologiques induits dans les espèces herbacées en réponse à la modification
expérimentale de leurs conditions de croissance. Il consiste en une approche
interdisciplinaire sur le terrain et en laboratoire comprenant différentes
méthodes analytiques principalement en écophysiologie et en microscopie. Les
données obtenues seront comparées avec celles caractérisant la croissance et
les conditions climatiques. Concrètement, ce masters sera réalisé au sein des
trois institutions partenaires de ce masters, lesquelles superviseront successivement
le travail expérimental et analytique.
Méthodes
scientifiques
- Expérimentation : relevé
de stations météo / relevé et analyse des données climatiques / observations
phénologiques / mesure de la croissance biométrique, phénologie.
- Écophysiologie : analyse
des échanges gazeux (photosynthèse, transpiration) et de la conductance
stomatique/ mesure de la fluorescence de la chlorophylle.
- Microscopie : microscopie
photonique (transmission et fluorescence) / analyse d’images / microscopie électronique
à transmission.
Encadrement
Dr. Pierre Vollenweider (partie microscopie)
Institut
fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL, site de
Birmensdorf, 8903 Birmensdorf/ZH
Dr. Vivian Zufferey (partie écophysiologie)
Station
de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon/VD
Prof. Dr. Alexandre Buttler (expérimentation)
Laboratoire
des Systèmes écologiques ECOS, WSL, site de Lausanne, EPFL, 1015 Lausanne/VD
Contact
Pierre
Vollenweider, WSL, CH-8903 Birmensdorf
Tel: ++41 44 739 24 35, Fax: ++41 44 739 22 54, E-Mail: vollenwe@wsl.ch
http://www.wsl.ch/info/mitarbeitende/vollenwe/
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(7) Origine et évolution de la
tolérance au zinc dans les populations métallicoles et non-métallicoles d'une herbacée pseudométallophyte en Pologne
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La recolonisation par les plantes des sites industriels contaminés est
généralement fortement inhibée en raison des concentrations importantes de métaux
lourds accumulés dans les sols. Les conditions extrêmes de
ces milieux exercent une pression évolutive considérable sur les quelques
espèces végétales parvenant néanmoins à s’implanter. Il s’agit souvent
d’espèces pseudométallophytes, croissant aussi bien dans les sites naturels que
contaminés, et qui ont peu à peu reconquis les sites
contaminés à partir de zones refuges non polluées. Ces
végétaux
constituent des modèles particulièrement intéressants pour l’étude de la tolérance aux métaux lourds d’un point-de-vue évolutif. Cette tolérance résulte
au moins partiellement de l’allocation ciblée des contaminants absorbés dans
divers sites de stockage à des échelles allant du compartiment subcellulaire à
l’organe entier et où ces éléments n’interfèrent pas avec les fonctions
métaboliques essentielles de l’organe. Ces mécanismes supposent un contrôle
génétique efficace.
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Ce Master a pour objectif principal l’analyse des mécanismes de
tolérance au zinc (Zn) liés à l’allocation des contaminants et leur variabilité
au sein de populations métallicoles et non-métallicoles de l’espèce
pseudométallophyte Biscutella laevigata. Il s’inscrit dans le cadre
d’une collaboration Suisse/Pologne sous l’égide de la contribution suisse à
l’intégration des nouveaux pays au sein de l’EU (Sciex-NMS fellowship). Il
s’effectuera en étroite collaboration avec la post-doctorante au bénéfice de ce
programme d’échange (Dr. A.A. Kostecka, http://info.botany.pl/ekologia/resea/proi_11ak1_e.html
).
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En 2010,
des graines de différentes populations croissant dans des friches industrielles
ou dans différents milieux naturels en Pologne ont été récoltées. Une première
série de tests a été effectuée permettant une différentiation initiale des
populations sensibles et tolérantes au Zn. Ces tests de tolérance en conditions
contrôlées seront approfondis dans le cadre du Master proposé afin d’identifier
un sous-groupe de populations représentatif de la gamme de tolérances observées. Au sein de ce groupe,
l’allocation différentielle du Zn en excès dans le feuillage sera caractérisée
et quantifiée à l’aide de différentes méthodes en microscopie photonique et
électronique. Selon la disponibilité d’une bourse d’échange et les intérêts du
candidat, un stage de recherche en Pologne sera organisé vers la fin du Master
en vue d’analyses moléculaires de la structure génétique des populations de
biscutelles étudiées. Une participation éventuelle à la caractérisation des sites pollués et non pollués
du sud de la Pologne -
échantillonnés dans le cadre de cette étude - et incluant du travail sur le
terrain sera proposée.
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Méthodes scientifiques
- Expérimentation :
croissance et exposition au Zn en conditions contrôlées et cultures
hydroponiques
- Tolérance au
Zn : croissance racinaire / stress dans les parties aériennes (contenu
du feuillage en chlorophylle)
- Allocation du Zn: détection
cytochimique (transmission et fluorescence), analyse d’images / détection
physique (microanalyse, EDXMA)
- Analyses moléculaires (partie
polonaise en option): extraction d’ADN et génotypage avec des marqueurs de type microsatellites utilisables en multiplexes
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Encadrement
Dr. Pierre Vollenweider
Institut
fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL, Birmensdorf/ZH
Dr. Alicja A. Kostecka
WSL, Birmensdorf/ZH et Institut de Botanique PAS, Cracovie, Pologne
Contact
Pierre
Vollenweider, WSL, CH-8903 Birmensdorf
Tel:
++41 44 739 24 35, E-Mail: vollenwe@wsl.ch, http://www.wsl.ch/info/mitarbeitende/vollenwe/
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(8) Ecological restoration of
salty agricultural soils: role of compartmentation of boron and salts for poplar
tree tolerance
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With a quickly growing world
population and raising demand for agricultural products, the sustained production
of irrigated agricultural soils is a major issue. Crop production is already
impeded or at least threatened as a consequence of soil salinization following
decades of massive irrigation in many places with arid climates, e.g. San Joaquin Valley
in Central California. In such areas, excessive
amounts of irrigated water exceeding the plants’ evapotranspiration rates and
growth requirements have accelerated the breakdown of sedimentary shale bedrock
and increased the leaching of various natural-occuring elements like selenium
(Se) and boron (B) that can be toxic to animals or plants. In addition, high
water tables rising during the winter can then move the leachates up to the
higher soil horizons, where they precipitate forming a toxic salt crust. Subsequent
irrigation then leads to the production of contaminated drainage water
(containing these salts), which poses a threat for aquifers and ecosystem. Sustainable
solutions for disposal/reuse of contaminated drainage water and promoting
ecosystem restoration have been developed by the USDA-ARS Water Management
Research Laboratory with a world-wide application potential. A research unit
led by Dr. Gary Bañuelos has identified and tested several B and salt-tolerant
varieties from different plant species using small-scale experiments, as well
as field assays in an attempt to identify alternative plants/trees that are
able to safely utilize the contaminated water. Promising crops have been
selected from biofuel-producing crops, e.g. mustard and for ecosystem
restoration, which include poplar trees.
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The aims of the present Master research project are to investigate the
compartmentation based-mechanisms contributing to the observed tolerance in
foliage of poplar trees grown under adverse growing conditions. Leaf material sampled
from trees growing in California
in September 2010 will be investigated with different methods by light and
electron microscopy techniques. Contaminants including B, sodium (Na), chlorine
(Cl) and several metals will be mapped and quantified in their subcellular,
cell, tissue and leaf compartments and the detoxification and stress reactions
analysed. Findings will be compared with elemental concentrations, soil
contamination and tree growth analysed in other modules of the project. Hence,
the Master candidate will closely collaborate with a US student coming in 2011 for a six
months fellowship to perform the analyses. In direct connection to the Master
and after its completion, a training period (at least 2-3 months) within Dr.
Gary Bañuelos team will be eventually organised - subjected to exchange grant
availability and candidate interest - to further study other aspects of poplar
tolerance to salt contamination and soil salinization under field conditions.
Scientific
methods
- Microlocalisation of soil
contaminants: electron dispersive X-ray microanalysis / neutron radiography
- Detoxification, tolerance and
stress reactions: Light, fluorescence and transmission electron microscopy
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Mentors
Dr. Pierre Vollenweider (microscopical analysis / microscopy project leader)
WSL, Birmensdorf, Switzerland
Dr. Gary Bañuelos (US training period / poplar project
leader)
USDA-ARS Water Management Res. Lab., Parlier, California
Dr. Andres Kaech (microscopy project associate)
University
of Zurich, Zurich, Switzerland
Prof. James P. Prince (poplar project associate)
California State University, Fresno, California
Dr. Davis W. Cheng (poplar project associate)
California State University, Fresno, California
Dr. Christopher Buser (microscopy project associate)
California State University, Berkeley, California
Contact
Pierre Vollenweider, WSL, CH-8903 Birmensdorf
Tel: ++41 44 739 24 35, Fax: ++41 44 739 22 54, E-Mail: vollenwe@wsl.ch
http://www.wsl.ch/info/mitarbeitende/vollenwe/
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Conditions générales
Tout travail de diplôme ou de semestre
réalisé dans le cadre d'un projet de recherche de l'Institut fédéral de
recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL est dirigé par des
collaborateurs du WSL et bénéficie de l'infrastructure de cet institut.
Les étudiant-e-s doivent achever leur travail avant la fin de leur
cursus. Le travail peut être rédigé en anglais ou dans une des langues
nationales.
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