Les dangers d’ignorer l’hétérogénéité environnementale |

Annie Schiffer, de l’Utah State University, parle de son article : L’importance de tenir compte de l’hétérogénéité spatiale dans les études sur la compétition et la coexistence des plantes

Notre article explore comment ignorer l’hétérogénéité environnementale spatiale produit des biais dans les modèles de compétition et de coexistence. La motivation initiale de cette étude était d’expliquer pourquoi la compétition interspécifique était sous-estimée dans les études observationnelles sur la coexistence des plantes, par rapport aux études expérimentales – ce que nous n’avons pas réussi à faire.

Nous sommes un groupe d’écologistes théoriques et empiriques, et nous suivions la conversation dans la littérature sur la coexistence des espèces sur les nombreux pièges lors de l’ajustement des modèles de coexistence. Adler et coll. (2018) et Tuck et coll. (2018) Nous avons trouvé des forces incohérentes de compétition interspécifique dans les études observationnelles et expérimentales, et nous avions l’intention de comprendre le mécanisme.

Hétérogénéité environnementale spatiale : une variable influente mais souvent non modélisée

Nous soupçonnions que l’ignorance des modèles spatiaux résultant de l’hétérogénéité environnementale pourrait en être l’explication. Vous vous demandez peut-être si l’hétérogénéité environnementale a une influence, ne serait-elle pas difficile à ignorer dans nos modèles ? Les schémas spatiaux de la communauté végétale ne seraient-ils pas évidents ? Oui, il est probablement plus facile de prendre en compte l’hétérogénéité spatiale dans les systèmes où elle est évidente. Par exemple, de nombreuses études ont montré comment les lacunes en matière de luminosité dans les forêts affectent la démographie. Dans les écosystèmes arides, les arbustes sont des îles fertiles et peuvent déterminer la répartition des ressources du sol.

Mais l’hétérogénéité environnementale sous-jacente et les modèles spatiaux qui en résultent ne sont pas si évidents dans la plupart des communautés. Même si les modèles spatiaux sont évidents et que l’hétérogénéité spatiale est modélisée explicitement, les conditions environnementales (comme les lacunes de lumière) sont souvent mesurées au niveau de la parcelle, tandis que les réponses démographiques sont mesurées au niveau individuel. Nous avions prédit que le fait d’ignorer les réponses individuelles aux conditions environnementales fausserait les estimations du modèle.

Conséquences pour les études sur la concurrence et la coexistence

Nous avons obtenu les premiers résultats de simulation et avons constaté le contraire de ce à quoi nous nous attendions : une hétérogénéité spatiale provoquée intraspécifique la concurrence doit être sous-estimée dans les études observationnelles simulées. Nous avons réalisé que ce n’était pas le mécanisme derrière le Adler et coll. (2018) et Tuck et coll. (2018) résultats, mais nous étions sur autre chose.

Nous avons constaté que lorsque l’hétérogénéité environnementale affectait fortement les plantes individuelles (c’est-à-dire qu’il y avait de bonnes et de mauvaises parcelles dans une parcelle) mais que nous ignorions ces effets, nous sous-estimions la compétition intraspécifique, surestimions la compétition interspécifique et prédisions de manière incorrecte l’exclusion compétitive au lieu de la coexistence. Cela était particulièrement vrai dans les études observationnelles simulées par rapport aux expériences simulées à court terme. Nos résultats indiquent qu’ignorer les effets de l’hétérogénéité environnementale sur les individus dans les modèles de compétition de quartier conduira à des conclusions biaisées sur la coexistence.

Où allons-nous à partir d’ici ?

C’est notre appel aux écologistes empiriques : si vous soupçonnez que l’hétérogénéité environnementale au sein d’une parcelle est forte dans votre système et que vous adaptez un modèle de concurrence de quartier, vous devez tenir compte des effets de l’environnement sur les individus, sinon vous risquez d’obtenir une mauvaise réponse. En tant qu’écologiste empirique moi-même, je sais que c’est une chose difficile à demander. Comment savoir si l’hétérogénéité spatiale a de forts effets sur la démographie et quelles variables environnementales mesurer ? Nous suggérons soit de mesurer explicitement les variables environnementales qui semblent influentes, soit de déduire les modèles spatiaux à partir de données démographiques. En fin de compte, notre étude fournit une explication (mais pas celle à laquelle nous nous attendions !) aux défis auxquels les écologistes empiriques sont confrontés pour prédire avec précision la coexistence des espèces dans les communautés végétales.