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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.
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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

Streusammler

(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

Stammablfuss

(5) Dépôts d'azote d'origine atmosphérique : quelle quantité d'azote est retenue par les couronnes des arbres ?

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

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/

Adaptions écophysiologiques 3

(7) Origine et évolution de la tolérance au zinc dans les populations métallicoles et non-métallicoles d'une herbacée pseudométallophyte en Pologne

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. Figure 1
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 ). Figure 3
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. Figure 2
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

Figure 4
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/

 

(8) Ecological restoration of salty agricultural soils: role of compartmentation of boron and salts for poplar tree tolerance

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. Figure 1
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

Figure 2
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/

Figure 3


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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