Les espèces tolérantes à la sécheresse résistent également à la concurrence dans les prairies

Mont Hailey parle de son récent article : ‘Les espèces de prairies tolérantes à la sécheresse sont généralement plus résistantes à la concurrence..’

Arrière-plan

Le succès des différentes usines d’une communauté dépend à la fois des ressources disponibles et de l’intensité de la concurrence locale pour ces ressources. Pour conserver et restaurer les communautés végétales face au changement climatique, nous avons besoin de mieux comprendre comment les conditions environnementales façonnent ces interactions biotiques. Cependant, les théories de la stratégie végétale ne sont pas d’accord sur la manière dont les interactions entre les caractères et l’environnement au niveau de la population peuvent structurer les communautés, en particulier dans les systèmes limités en eau.

Les compromis physiologiques obligent les espèces à investir pour tolérer une faible disponibilité des ressources ou pour tirer rapidement parti des ressources. Dans une vue (formalisée par Philippe Grime), les espèces tolérantes au stress sont opposées aux espèces compétitives. Ainsi, dans un système aride, on pourrait s’attendre à ce que les espèces qui se portent bien pendant les années de sécheresse aient de mauvais résultats pendant les années humides.

Une vision alternative (formalisée par David Tilman) propose que les espèces tolérantes au stress soient plus compétitives en raison de leur plus grande capacité à persister avec de faibles niveaux de ressources. Par conséquent, nous pourrions nous attendre à ce que les espèces dominantes dans un écosystème limité en eau persistent en cas de sécheresse et aient également une bonne condition physique dans une communauté dense en raison de leur capacité accrue à rivaliser pour la ressource limitante – l’eau.

Compte tenu de ces attentes contrastées, nous voulions savoir si la sélection de caractères permettant de faire face à la limitation en eau empêche les espèces de prairie d’avoir une bonne condition physique dans des conditions plus productives, ou si des caractères conservateurs confèrent à la fois une tolérance à la sécheresse et une résistance à la concurrence voisine.

L’étude

Les plaines centrales et le sud-ouest des États-Unis constituent un excellent système pour tester cette relation au sein et entre les prairies qui couvrent un large gradient de précipitations. Nous avons utilisé des estimations de la couverture végétale sur cinq ans pour 82 espèces provenant de six prairies différentes surveillées dans le cadre de l’expérience sur la sécheresse extrême dans les prairies (EDGE).

Nous avons estimé les taux de croissance à faible densité pour chaque population dans des conditions de sécheresse sans voisins et dans des conditions ambiantes avec une abondance moyenne des voisins. Nous avons comparé ces deux mesures de fitness pour étudier la relation entre la tolérance à la sécheresse et la résistance à la compétition au sein et entre les types de prairies. Enfin, nous avons testé si les traits fonctionnels pouvaient contribuer à expliquer cette relation.

Résultats et signification

Nos résultats suggèrent que les populations végétales maintenant des taux de croissance élevés en cas de sécheresse maintiennent également des taux de croissance élevés avec une concurrence accrue entre voisins. Cela concorde avec le deuxième point de vue selon lequel – dans les prairies – la sélection en fonction de la tolérance à la sécheresse permet également aux espèces de mieux résister à la concurrence. Cependant, cette coordination est plus faible dans les prairies les plus sèches, potentiellement en raison d’une sélection réduite pour la compétition aérienne dans ces environnements.

Nous avons constaté que deux caractères liés à l’investissement dans des structures tolérantes à la sécheresse, la faible teneur en matière sèche des feuilles et le faible point de perte de turgescence des feuilles (plus négatif), étaient corrélés aux populations végétales qui se comportaient bien en cas de sécheresse et à la compétition entre voisins. Cela met en évidence la forte pression sélective que la limitation des eaux exerce sur ces systèmes et est en accord avec d’autres études qui ont déjà identifié ces deux caractères comme des mesures importantes de la condition physique dans les prairies.

En fournissant un cadre permettant de comprendre comment la sécheresse et l’abondance des voisins structurent conjointement les communautés de prairies, nous pouvons mieux anticiper la manière dont ces systèmes peuvent être affectés par des épisodes de sécheresse extrême. Déterminer quels traits confèrent une meilleure condition physique dans les systèmes de prairies peut aider à prédire quelles populations s’établiront et persisteront compte tenu de la disponibilité locale de l’eau et de la couverture voisine, ce qui peut guider les efforts de conservation et de restauration dans cette région. D’une manière générale, ces résultats améliorent notre compréhension de la façon dont la condition physique de la population est liée aux facteurs abiotiques et biotiques et peuvent améliorer notre capacité à prédire l’assemblage des communautés dans un monde en évolution rapide.