Intégrer plusieurs hypothèses pour comprendre la résistance des prairies à la sécheresse |

Diana Bertuol Garcia, Université de Victoria, parle de son article : L’aridité à long terme façonne la résistance des prairies à la sécheresse et module les rôles de la diversité végétale et de la composition fonctionnelle

En tant qu’écologistes, nous nous demandons souvent comment les écosystèmes font face au changement. Cette question semble aujourd’hui plus urgente que jamais. Partout dans le monde, les écosystèmes sont confrontés à la perte d’habitats, à la surexploitation, aux espèces envahissantes, à la hausse des températures, à l’évolution des régimes d’incendie et de précipitations, ainsi qu’à des événements extrêmes plus fréquents tels que les vagues de chaleur et les sécheresses. Ensemble, ces pressions menacent la stabilité des écosystèmes, c’est-à-dire leur capacité à maintenir leur structure et leur fonction. Par conséquent, comprendre ce qui aide les écosystèmes à rester stables face aux perturbations est crucial, non seulement pour faire progresser les connaissances écologiques, mais également pour la conservation de la biodiversité et la gestion des ressources naturelles dans un contexte de changement global.

Cependant, malgré des décennies de recherche, il n’existe toujours pas de réponses claires quant aux facteurs qui déterminent la stabilité des écosystèmes. Au lieu de cela, plusieurs hypothèses ont été proposées. Une idée bien connue est que la biodiversité accroît la stabilité, tout comme les écosystèmes avec plus d’espèces ont tendance à être plus stables. Mais les causes de cette tendance sont moins claires. Ce n’est peut-être pas simplement le nombre d’espèces qui compte, mais aussi la différence entre ces espèces. Les écologistes appellent ces différences diversité fonctionnelle, c’est-à-dire l’ensemble des caractéristiques qui influencent la manière dont les individus acquièrent des ressources, grandissent, survivent et se reproduisent (c’est-à-dire leurs traits fonctionnels). Lorsque les espèces diffèrent dans leurs traits fonctionnels, elles peuvent moins rivaliser pour les ressources et sont moins susceptibles de réagir de la même manière à une perturbation. aider l’écosystème à rester stable. En revanche, une autre hypothèse se concentre sur les traits qui dominent dans une communauté (c’est-à-dire la composition fonctionnelle de la communauté). Selon ce point de vue, la stabilité dépend moins de la diversité elle-même que de si les espèces dominantes ont des caractéristiques qui leur permettent de bien faire face au stress et aux perturbations. De plus, les conditions abiotiques, comme le climat, sont moins étudiées. mais sont susceptibles de jouer un rôle important. Cependant, la plupart des études examinent ces facteurs séparément. Nous en savons encore relativement peu sur la manière dont la diversité, la composition fonctionnelle et le climat interagissent pour façonner la stabilité des écosystèmes, en particulier en ce qui concerne la résistance aux événements extrêmes.

Dans notre étude, nous avons cherché à rassembler ces idées. Au lieu de tester une hypothèse à la fois, nous avons posé la question : quels sont les facteurs les plus importants lorsqu’ils sont pris en compte simultanément ? Pour répondre à cette problématique, nous nous sommes concentrés sur les prairies et leur résistance à la sécheresse extrême. Les prairies couvrent jusqu’à un tiers de la surface terrestre, abritent une grande biodiversité et offrent des avantages essentiels aux populations, tels que la production alimentaire et le stockage du carbone. Cependant, ils sont de plus en plus menacés par des sécheresses plus fréquentes et plus intenses. Alors que des recherches antérieures ont exploré les facteurs de résistance à la sécheresse dans les prairies, à notre connaissance, aucune étude n’avait tenté de combiner plusieurs mécanismes biotiques et abiotiques pour évaluer leur importance relative et leur impact combiné sur la résistance.

Pour répondre aux questions ci-dessus, nous avons utilisé les données de l’International Drought Experiment, un effort de recherche mondial coordonné du Réseau SécheresseNet. Sur de nombreux sites, les chercheurs ont simulé une sécheresse extrême en utilisant des abris anti-pluie dotés de bandes de panneaux transparents qui interceptaient une proportion fixe de précipitations. Le niveau de réduction des précipitations a été adapté à chaque site pour simuler une sécheresse qui ne devrait se produire qu’une fois tous les 100 ans à cet endroit. Par exemple, les sites avec des précipitations historiquement stables n’ont nécessité qu’une légère réduction pour atteindre des conditions extrêmes, tandis que les sites plus variables ont nécessité des réductions plus importantes. Cette approche standardisée nous a permis de comparer la résistance à la sécheresse dans des prairies couvrant un large éventail de climats.

Nous avons constaté que la diversité végétale et la composition fonctionnelle expliquaient certaines variations dans la résistance à la sécheresse, la composition fonctionnelle jouant un rôle plus important que la diversité. Cependant, toutes les variations ne s’expliquent pas par ces facteurs. Le climat a également joué un rôle majeur, en particulier la disponibilité en eau à long terme du site (c’est-à-dire l’aridité du site, une mesure qui tient compte des apports d’eau par les précipitations et des pertes d’eau par évapotranspiration). En fait, l’aridité a influencé la résistance à la sécheresse de plusieurs manières. Cela a eu un effet direct, les prairies plus arides étant moins résistantes à la sécheresse extrême. Mais il a également agi indirectement en façonnant la diversité végétale et la composition fonctionnelle, ce qui a eu un impact sur la résistance. Enfin, l’aridité a également modifié la relation entre ces facteurs biotiques et la résistance. Par exemple, la relation entre la diversité végétale et la résistance à la sécheresse était plus faible dans les sites plus arides.

Globalement, notre étude met en évidence deux enseignements principaux. Premièrement, nous suggérons que l’examen simultané de plusieurs mécanismes peut fournir une image plus intégrée de ce qui détermine la stabilité des écosystèmes. Il ne suffit pas de se concentrer uniquement sur les facteurs biotiques ; il faut également tenir compte du contexte environnemental dans lequel les écosystèmes existent. Deuxièmement, nos résultats indiquent que les prairies arides pourraient être particulièrement vulnérables au changement climatique. À mesure que les sécheresses deviennent plus fréquentes et plus intenses, ces systèmes pourraient être confrontés à une pression croissante. Cela en fait une priorité pour les efforts de conservation et de restauration.