Les espèces dominantes atténuent la multifonctionnalité des prairies pendant la sécheresse en Mongolie intérieure |
Jiaqi Chen et Wentao Luo, de l’Institut d’écologie appliquée de l’Académie chinoise des sciences, discutent de leur article : Les espèces dominantes déterminent les effets de la sécheresse sur la multifonctionnalité des prairies
La fréquence croissante des sécheresses extrêmes constitue une menace grave pour la multifonctionnalité des écosystèmes des prairies, une mesure regroupant plusieurs fonctions des écosystèmes. Cependant, les mécanismes écologiques à l’origine de ces impacts restent controversés. Certains postulent que la préservation de la multifonctionnalité en cas de sécheresse dépend de la diversité des espèces par le biais d’effets complémentaires, tandis que d’autres affirment que les espèces dominantes ayant un rapport de masse élevé sont les plus importantes. On ne sait toujours pas si l’un ou l’autre de ces facteurs, ou les deux, sous-tendent les réponses multifonctionnelles aux sécheresses extrêmes – le débat entre masse et diversité.
Une expérience de manipulation de la sécheresse pour combiner diversité et dominance
Nous avons imposé expérimentalement une sécheresse extrême de deux ans dans deux prairies dominées par le C3 en Mongolie intérieure. Notre expérience comprenait un traitement contre la sécheresse et un contrôle des conditions ambiantes. Par rapport au contrôle, le traitement contre la sécheresse a détourné 66 % des précipitations pendant la saison de croissance (mai-août). Nous avons sélectionné les fonctions écosystémiques liées à la productivité et aux réservoirs de nutriments plantes-sol pour évaluer de manière exhaustive la multifonctionnalité de l’écosystème. De plus, nous avons mesuré et calculé la diversité dans plusieurs dimensions (espèce, fonctionnelle et phylogénétique) pour évaluer les effets complémentaires sous-jacents. Pour évaluer le rôle des espèces dominantes, nous avons mesuré six traits fonctionnels des plantes et calculé les moyennes pondérées par la communauté pour chaque trait en utilisant la biomasse comme facteur de pondération.
Constatation critique 1 : Les espèces dominantes exercent une influence plus forte sur la multifonctionnalité que sur la diversité
La sécheresse a considérablement réduit la multifonctionnalité et a eu un impact substantiel sur les moyennes pondérées par la communauté (CWM) des caractères fonctionnels. En revanche, la sécheresse a eu peu d’effet sur la diversité (diversité spécifique, fonctionnelle et phylogénétique). De même, la sécheresse était fortement associée aux MCG des caractères végétaux, mais n’avait aucune association significative avec les mesures de diversité susmentionnées.
Nos résultats ont indiqué que les espèces dominantes, particulièrement les graminées Leymus chinoisa constamment exercé une forte influence sur les traits au niveau de la communauté grâce à l’effet du rapport de masse. Les MCG ont fourni une meilleure explication de la réponse de la multifonctionnalité à la sécheresse, car la sécheresse a induit des changements dans la composition des espèces de la communauté, y compris le renouvellement des espèces et des ajustements de caractères intraspécifiques au sein de l’espèce dominante. Dans ce système, les effets induits par la diversité étaient faibles et la diversité communautaire à elle seule était généralement insuffisante pour prédire avec précision la multifonctionnalité.
Constatation critique 2 : Les stratégies de conservation des ressources induites par la sécheresse nuisent à la multifonctionnalité
La multifonctionnalité des prairies était positivement associée aux traits d’acquisition de ressources et négativement associée aux traits de conservation des ressources. La sécheresse a agi comme un filtre environnemental, déclenchant des changements dans la composition des traits au niveau communautaire en favorisant sélectivement les espèces ayant des stratégies de conservation des ressources.
Notre étude indique que la sécheresse a provoqué un nouveau compromis entre stratégies d’acquisition et stratégies conservatrices. Ce changement adaptatif vers la conservation des ressources a maintenu la croissance des plantes dans des conditions de pénurie d’eau, mais au prix d’une multifonctionnalité réduite des prairies.
Pourquoi notre recherche est importante
Les résultats de nos recherches mettent en évidence le rôle central des espèces dominantes et de leurs caractéristiques dans le maintien de la multifonctionnalité des prairies en cas de sécheresse extrême. Nous accordons davantage d’importance à l’importance du rapport de masse qu’aux effets complémentaires, en constatant que les fonctions des écosystèmes étaient principalement façonnées par les traits de l’espèce dominante, tels que capturés par les moyennes de traits pondérées par la communauté, plutôt que par la diversité. Ces informations améliorent notre compréhension de l’impact des sécheresses sur le fonctionnement des prairies et fournissent des informations essentielles pour développer des stratégies efficaces de gestion et de conservation des prairies.
Nous proposons que les stratégies de conservation et de gestion des prairies donnent la priorité non seulement à la diversité végétale, mais aussi particulièrement aux caractéristiques des espèces dominantes. Nos résultats soulignent la nécessité cruciale d’intégrer ces caractéristiques dans des cadres de gestion adaptative afin de garantir un équilibre durable entre productivité et stabilité écologique.