La biodiversité soutient la résistance des prairies et leur rétablissement en cas de sécheresse extrême.

Manuele Bazzichetto discute de son article : ‘La biodiversité favorise la résistance, mais les espèces dominantes façonnent la récupération des prairies en cas de sécheresse extrême.’

Arrière-plan

Une idée brûlante en écologie est que la biodiversité aide les écosystèmes à mieux fonctionner. Par exemple, une biodiversité élevée devrait aider les écosystèmes à maintenir leurs fonctions (par exemple, la production de biomasse) au fil du temps. En d’autres termes, la biodiversité devrait stabiliser les fonctions des écosystèmes. C’est le paradigme selon lequel « la biodiversité engendre la stabilité ». Il a été testé dans des études expérimentales et non expérimentales, mais avec des résultats mitigés.

Événements climatiques extrêmes, comme les sécheresses extrêmes, font partie des facteurs qui peuvent perturber particulièrement gravement les fonctions des écosystèmes et déséquilibrer des écosystèmes entiers. Ce sont des phénomènes climatiques rares et d’une intensité exceptionnelle. Jusqu’à présent, nous ne savons pas si le discours selon lequel « la biodiversité engendre la stabilité » tient face à de tels extrêmes, et c’est sur cela que s’est concentrée notre étude.

Notre étude

Nous nous sommes concentrés sur les sécheresses extrêmes dans les prairies, qui soutiennent l’économie et le bien-être d’une grande partie de la population humaine. Plus précisément, nous avons analysé (i) comment la production de biomasse dans les prairies résiste sécheresse extrême; et (ii) comment récupère un an après l’extrême sécheresse. Si la biodiversité engendre la stabilité, des prairies plus diversifiées seront-elles plus à même de résister aux effets de la sécheresse et de s’en remettre ?

Notre approche consistait non seulement à nous concentrer sur la diversité taxonomique, ce qui a déjà été fait, mais également à examiner la diversité fonctionnelle. La diversité fonctionnelle quantifie dans quelle mesure les plantes d’une communauté diffèrent en termes de caractéristiques (traits) telles que la hauteur, la forme des feuilles et la taille des graines. Les communautés présentant une grande diversité fonctionnelle sont plus susceptibles de posséder des caractéristiques qui peuvent les aider à faire face aux sécheresses extrêmes. Nous avons également demandé si les prairies abritant de nombreuses espèces à croissance lente ou rapide répondaient différemment à la sécheresse. En analogie avec « Les fourmis et la sauterelle » d’Ésope : les espèces à croissance lente économisent les ressources pour survivre mauvais fois, alors que les espèces à croissance rapide consomment rapidement des ressources pour croître pendant bien fois.

Nos hypothèses

Nous nous attendions à ce que la résistance de la biomasse en cas de sécheresse extrême soit augmentée par les espèces et la diversité fonctionnelle, car les communautés comportant de nombreuses espèces et une variété de traits fonctionnels disposeront de davantage de stratégies pour résister à la sécheresse. Nous nous attendions également à ce que les communautés abritant de nombreuses espèces à croissance lente, qui tolèrent généralement le stress, résistent mieux aux sécheresses extrêmes.

Au contraire, nous nous attendions à ce que les communautés comptant de nombreuses espèces à croissance rapide retrouvent rapidement leur production de biomasse après une sécheresse extrême. Dans notre zone d’étude, les communautés à croissance rapide sont généralement soumises à une forte intensité d’utilisation des terres (fauchage, pâturage et fertilisation), ce qui favorise les espèces hautement compétitives, mais réduit également la diversité spécifique et fonctionnelle.

Ce que nous avons fait

Nous avons utilisé une série chronologique de 11 ans sur la biomasse végétale et la composition des espèces végétales provenant de parcelles permanentes du Explorateurs de la biodiversitéune initiative à long terme pour surveiller les changements de la biodiversité dans trois régions allemandes. Ces parcelles se trouvaient toutes dans des zones gérées, ce qui nous a permis d’étudier la résistance et la récupération des prairies selon des gradients réels d’utilisation des terres.

À l’aide de données climatiques, nous avons détecté des années sèches survenues dans les trois régions au cours de notre série chronologique et nous nous sommes concentrés sur ces années pour analyser le lien entre la résistance et la récupération de la biomasse et la biodiversité des communautés de prairies.

Ce que nous avons trouvé

Nous avons constaté que les communautés riches sur le plan taxonomique et fonctionnel et soumises à une faible intensité d’utilisation des terres étaient résistantes à une sécheresse extrême. À l’inverse, les communautés pauvres en espèces et à croissance rapide, soumises à une forte intensité d’utilisation des terres, se rétablissent mieux lorsqu’une sécheresse extrême est suivie de conditions de disponibilité en eau moyennes.

Nos résultats ont donc une tournure controversée : peut-être, face à l’augmentation attendue des épisodes de sécheresse extrême à l’avenir, le meilleur paysage sera-t-il constitué de prairies gérées à la fois de manière extensive et intensive. Bien qu’il soit mauvais pour la biodiversité à plusieurs niveaux trophiques, les prairies gérées de manière intensive, avec des communautés rapides et une faible biodiversité, soutiendront la production de biomasse dans des conditions climatiques moyennes ; des sécheresses extrêmes réduiront considérablement leur production, mais ces prairies se rétabliront rapidement. Au contraire, des prairies gérées de manière extensive et présentant une grande diversité taxonomique et fonctionnelle maintiendront la production de biomasse même en cas de sécheresse extrême. Il est donc crucial de les conserver alors que les sécheresses extrêmes deviennent de plus en plus fréquentes.