Les mécanismes de l’épuisement des banques de graines de prairie alpine dues à l’enrichissement de l’azote |
Miaojun MA, Gansu Gannan Grassland Ecosystem National Observation and Research Station, State Key Laboratory of Herbage Improvement and Grassland Agro-Ecosystems, College of Ecology, Lanzhou University, discute de son article: Mécanismes multiples associés à la perte de la diversité des banques de semences sous enrichissement en azote
Arrière-plan
Les activités anthropiques ont provoqué une augmentation du dépôt d’azote atmosphérique (N), qui menace la biodiversité de nombreux écosystèmes dans le monde. L’enrichissement mondial de N actuel est de 10 kg de N HM-2 ans, mais il peut atteindre 50 kg de n hm-2 ans d’ici 2050. De nombreuses études ont montré que l’enrichissement N réduit la diversité des espèces dans les communautés végétales. Représentant un réservoir de diversité des plantes sous terre, la banque de semences du sol peut favoriser la coexistence des espèces par un effet de stockage et peut maintenir la diversité des espèces dans les communautés végétales hors sol. Cependant, bien que des preuves concernant les réponses des banques de semences à l’enrichissement de N s’accumulent, les mécanismes par lesquels l’enrichissement de N affecte les banques de semences n’a pas été abordée.
Pour mieux comprendre les mécanismes par lesquels l’enrichissement de N affecte les banques de semences et la communauté des plantes aériennes associées, nous avons étudié les effets directs et indirects de l’enrichissement expérimental du N sur les banques de semences à partir d’une expérience nationale et de recherche à long terme dans une prairie alpine sur le plateau de la prairie de la grasse du Gannan. Plus précisément, nous avons examiné comment les communautés végétales au-dessus du sol (y compris les plantes vivantes et leur litière) et les banques de semences associées, les pluies de semences, les communautés fongiques du sol et les conditions environnementales, et la viabilité des graines ont répondu à un enrichissement n et ont mené une expérience d’enfouissement des semences pour explorer la germination des graines, la pourriture, la viabilité et la non-viabilité.
Hypothèses
Nous avons posé deux questions:
1. Quels sont les mécanismes directs de l’effet de l’enrichissement de N sur les berges des semences, et la réponse des graines (germination, pourriture, viabilité et non-viabilité) est-elle des mécanismes liés à la masse des graines?
2. Quels sont les mécanismes indirects par lesquels l’enrichissement N affecte les banques de semences du sol?
Nous avons prédit que l’enrichissement de N favoriserait la germination des graines ou / et réduirait la viabilité des graines, en particulier pour les petites graines. Nous avons en outre prédit que l’enrichissement de N diminuerait directement et indirectement la diversité des espèces des banques de semences par des changements dans la diversité des espèces des communautés végétales au-dessus du sol, la quantité de déchets et les pluies de graines, la viabilité des graines et les altérations des facteurs environnementaux biotiques et abiotiques sous terre.
Conclusions clés
Nous avons constaté que l’enrichissement de N diminuait la diversité des espèces dans la communauté végétale et épuisé les banques de semences du sol dans la prairie alpine, bien que le taux de perte d’espèces des banques de semences soit plus lente que celle des communautés végétales. L’expérience d’inhumation des graines a révélé certains mécanismes directs par lesquels l’enrichissement de N peut épuiser les berges de semences. Le n enrichissement a directement affecté les banques de semences en diminuant la viabilité des graines et en améliorant la germination des graines. En outre, les petites graines étaient plus sujettes à la perte de viabilité et à une germination accrue des graines sous en enrichissement en N que les grandes graines.
En outre, nous montrons que ces effets directs sur les banques de semences ont été couplés par de multiples effets indirects qui résultent de la composition des espèces modifiant les normes de N et par la quantité de litière et de diversité fongique. L’enrichissement de N a également indirectement diminué le nombre de graines dans les banques de semences en diminuant le nombre de graines dans les pluies de graines, avec des effets négatifs croissants en raison de niveaux plus élevés d’enrichissement en N.
Implications
Notre étude est parmi les premiers à illuminer les multiples mécanismes d’interaction directs et indirects par lesquels l’enrichissement de N peut épuiser les banques de semences du sol. Nous démontrons également que les effets d’enrichissement de N sur les banques de semences dépendent également de traits de semences qui peuvent se retourner aux communautés végétales au-dessus du sol. Ces résultats suggèrent que l’inversion des effets négatifs sur l’enrichissement n sur les banques de semences, la communauté végétale et les écosystèmes, peut s’avérer difficile, car plusieurs aspects qui sont modifiés par l’enrichissement n, tels que la communauté fongique du sol, la litière, la communauté des plantes au sol et la concentration de N dans le sol, devront être inversées. Notre étude identifie plusieurs nouveaux mécanismes pour expliquer la perte de la diversité des banques de semences due à l’enrichissement de N et met en lumière les mécanismes qui interagissent pour expliquer la perte de la diversité des banques de semences, avec des ramifications possibles pour la résilience des écosystèmes en réponse à l’enrichissement n.