Xiaobo Yuan et Yaodan Zhang, de l’Université de Lanzhou en Chine, discutent de leur article: Les réseaux microbiens du sol médiatisent les effets à long terme de la fertilisation de l’azote sur les multisices écosystémiques
La fertilisation de l’azote (N) causée par des activités anthropiques telles que l’application des engrais et la combustion des combustibles fossiles a eu un impact significatif sur la capacité des écosystèmes à soutenir des services clés tels que le cycle des nutriments et la séquestration du carbone du sol (C). Les fonctions et services de l’écosystème présentent souvent des compromis et des synergies inhérents car l’amélioration d’une fonction peut se produire au prix d’un autre. Comprendre les effets à long terme de la fécondation N sur les zones sèches est d’une importance cruciale pour la conservation de ces écosystèmes et les nombreux services qu’ils fournissent.
La diversité microbienne du sol englobe non seulement la richesse et l’abondance des espèces, mais aussi des interactions biotiques complexes telles que la prédation, la compétition, le mutualisme, le parasitisme et l’amélioration parmi les micro-organismes hyper-diversifiés sous terre.
Pourtant, on sait beaucoup moins sur le rôle de la complexité des réseaux microbiens et de son regroupement écologique dans la régulation des multinationales des sols sous dépôt de N à long terme, en particulier dans les écosystèmes naturels tels que les zones arides. De plus, des études systématiques étudiant les effets de N ajout sur les multinévices du sol et la mesure dans laquelle les mécanismes de régulation varient en fonction de la profondeur du sol restent insuffisants.
Hypothèses
Nous nous attendions à ce que les services écosystémiques suivent un schéma en forme de bosse en réponse à la fécondation N, avec les niveaux les plus élevés observés aux niveaux d’intermédiaire de N. Nous nous attendions également à ce que les effets d’addition sur les multinévices soient indirectement régulés par la complexité du réseau microbien du sol. Étant donné que la disponibilité des ressources microbiennes diminue avec l’augmentation de la profondeur du sol, ce mécanisme de régulation peut également varier avec la profondeur du sol.
Notre étude
Nous avons mené une expérience d’addition de N de 13 ans avec six niveaux d’addition dans une prairie semi-aride en provenance de Chine pour explorer comment la diversité microbienne du sol, la complexité du réseau et les grappes écologiques (déterminées à l’aide d’informations taxonomiques basées sur la métagénomique) affectent les multinationales des sols composées de 17 fonctions du sol associées à six services d’écosystèmes, notamment des stocks de carbone du sol, de l’offre de nutriments, de la biodiversité, de la décomposition de la matière organique du sol. Ces enquêtes ont été réalisées dans les couches de terre végétale (0-10 cm) et de sous-sol (10-20 cm).
Nos résultats
Nous avons constaté que les réponses des services écosystémiques du sol des terres sèches à la fertilisation s’alignent fortement avec l’hypothèse de perturbation intermédiaire. De petites augmentations de N peuvent favoriser les services écosystémiques dans les terres sèches pauvres en nutriments, mais l’excès de N peut effondrer la capacité de maintenir des services écosystémiques importants. Ce concept peut être appliqué à toute ressource limitante, et le rôle réglementaire fort des réseaux microbiens du sol observés dans notre étude mérite une attention particulière à travers les facteurs de changement environnemental et les écosystèmes. Nous fournissons également de nouvelles preuves que les propriétés des réseaux microbiens du sol telles que la complexité globale du réseau ont modulé les effets de la fécondation N sur les services écosystémiques, en particulier pour la couche arable.
Ces connaissances sont essentielles pour maintenir la durabilité des écosystèmes terrestres et suggère que la promotion de la diversité microbienne et la préservation de la terre végétale seront incroyablement importantes pour atténuer les effets du dépôt de N, en particulier sous des impacts mondiaux de changement climatique plus divers et plus fréquents à l’avenir.