Chao Guo et Hans CornelissenVrije Universiteit Amsterdam, discutent de leur article : Utiliser des traits pour intégrer les effets non additifs des mélanges d’espèces dans les processus écosystémiques
Imaginez que vous vouliez faire un feu de camp devant votre tente dans les bois. Vous disposez de gros blocs de bois, mais ils sont difficiles à démarrer. Vous savez, grâce à la cheminée de vos parents, que vous devez ajouter du combustible fin sous forme de matière végétale morte ; cela créera un premier front de feu qui produira suffisamment de chaleur pour que le bois commence à brûler. Vous ramassez beaucoup d’aiguilles de pins et d’épicéas mortes autour de votre tente. Mais lequel de ces éléments fonctionnera le mieux pour enflammer les blocs de bois ? Vous décidez de mettre cette question à l’épreuve, sachant qu’il vous reste encore deux semaines de feux de camp devant vous. Vous construisez d’abord un lit combustible de litière d’épicéa adjacent aux blocs de bois et enflammez-le. Résultat : rien ne se passe et le feu s’arrête avant d’avoir démarré correctement. Ensuite, vous essayez la même chose avec la litière de pin : elle s’enflamme et brûle comme un fou. et met bientôt le feu aux blocs de bois. Enfin, vous essayez un mélange d’aiguilles d’épicéa et de pin. Le résultat est le même que pour les aiguilles d’épicéa seules : pratiquement aucun allumage, pas de feu de camp, pas de chaleur..
Ce test très simple réalisé par un campeur frissonnant dans les bois est le point de départ de cet article sur les caractéristiques, la non-additivité et le fonctionnement des écosystèmes. Les caractères impliqués sont la taille et la forme des aiguilles. Les aiguilles d’épinette tombent de l’arbre sous forme de petites aiguilles individuelles qui, ensemble, forment des lits de litière très denses. Le feu a besoin de beaucoup d’oxygène, ce qui n’est pas le cas dans un lit de litière dense. Les aiguilles de pin, en revanche, s’empilent de manière très lâche car elles sont longues et tombent par paires. C’est pourquoi les litières de pin s’enflamment et brûlent magnifiquement, peut-être aussi grâce aux résines contenues dans les aiguilles. Cependant, lorsque vous ajoutez des aiguilles d’épinette à un lit de litière d’aiguilles de pin, les aiguilles d’épinette remplissent les espaces entre les aiguilles de pin, ce qui entraîne à nouveau un lit de combustible dense avec peu d’oxygène disponible. Sur la base de l’inflammabilité moyenne (pourcentage de litière brûlée) du lit de pin (100 %) et du lit d’épicéa (0 %), on aurait pu s’attendre à ce que le pourcentage du mélange à brûler se situe à mi-chemin entre celui des espèces individuelles, soit 50 %. Le fait que le mélange brûle différemment de ce qui était attendu, c’est-à-dire pas du tout, est un effet non additif du mélange de deux espèces.
Des expériences telles que celle ci-dessus ont également été réalisées de manière plus standardisée dans des laboratoires anti-incendie par la communauté des écologistes du feu. Il existe également une communauté distincte d’écologues qui effectuent des expériences comparant la décomposition des déchets d’une seule espèce avec ceux d’un mélange, trouvant souvent de fortes interactions, c’est-à-dire une non-additivité, entre les types de déchets. Et puis il existe encore une autre communauté distincte de chercheurs qui découvrent qu’en raison de la « complémentarité », deux espèces poussant dans une communauté mixte ont souvent une productivité plus élevée que celle prédite par les productivités de chaque espèce poussant avec des voisines de la même espèce. De tels effets non additifs des mélanges d’espèces peuvent être importants pour les cycles du carbone et des nutriments dans les écosystèmes. Mais comment pouvons-nous découvrir comment les effets non additifs des mélanges d’espèces sur le feu, la décomposition et la productivité, et peut-être sur d’autres processus écosystémiques, sont liés les uns aux autres ? Si on obtient des effets négatifs pour le feu, comme dans le test du campeur, mais des effets positifs pour la décomposition du même mélange d’espèces, ces effets peuvent s’annuler lorsqu’on s’intéresse au CO.2 relâché dans l’atmosphère. En d’autres termes, il faut faire dialoguer les différentes communautés de recherche sur la non-additivité ; et dans la même langue.
Avec cet objectif ambitieux, l’équipe d’auteurs s’est réunie pour réfléchir pendant trois jours sur la magnifique île néerlandaise de Schiermonnikoog, dans l’espoir de trouver un moyen de relier les caractéristiques des espèces végétales d’une communauté à la non-additivité de leurs mélanges, quels que soient les processus écosystémiques étudiés ; et ainsi faciliter les liens de non-additivité entre les différents processus écosystémiques. Ils ont réalisé une première avancée conceptuelle le dernier jour de cette rencontre qui constitue la base de l’article aujourd’hui publié. Espérons que le cadre conceptuel inspirera et aidera de nombreux chercheurs à placer leurs propres expériences de mélange d’espèces dans ce contexte plus large. Cela devrait vraiment nous aider à comprendre comment la biodiversité, via les caractéristiques des espèces d’une communauté, affecte le fonctionnement des écosystèmes.