Réponses inadaptées de la biodiversité végétale et microbienne au réchauffement climatique et aux activités anthropiques au Troisième Pôle

La biodiversité est à la base des fonctions et des services écosystémiques. Des recherches approfondies ont montré que les changements globaux ont eu un impact significatif sur la biodiversité aérienne et sur les fonctions et services écosystémiques associés. Cependant, la biodiversité microbienne souterraine a reçu relativement moins d’attention, ce qui entraîne d’importantes lacunes dans les connaissances. Il reste incertain si la biodiversité souterraine réagit aux changements globaux dans une ampleur et une direction similaires à celles de la biodiversité aérienne. En outre, différentes conditions expérimentales et contextes environnementaux peuvent également affecter la réponse de la biodiversité. Les conclusions intégrées à l’échelle régionale obtenues sur la base des résultats de plusieurs études sur un seul site sont plus propices à la conservation de la biodiversité et à la gestion des écosystèmes.

Le plateau Qinghai-Tibétain, connu sous le nom de « Troisième pôle », est un haut lieu de la recherche sur la biodiversité. Notre étude se concentre sur cette région unique et magnifique qui connaît un réchauffement climatique et des dépôts d’azote plus rapides que la moyenne mondiale. Avec environ 64 % du plateau tibétain couvert de prairies alpines, le pastoralisme est l’utilisation écologique et économique dominante des terres depuis des milliers d’années. Ces facteurs écologiques ont un impact sur l’utilisation des terres dans cette région. Bien que cette étude soit une méta-analyse, nous avons également mené des expériences sur le terrain dans ce domaine.

Nous avons mené une analyse intégrée des prairies alpines sensibles et fragiles du plateau Qinghai-Tibétain pour évaluer les impacts du réchauffement, de l’ajout de nutriments et du pâturage sur la biodiversité microbienne des plantes et du sol. L’analyse a compilé 819 observations expérimentales issues de 152 études, se concentrant sur trois principaux indices de biodiversité. Cette énorme quantité de données nous a pris beaucoup de temps à trier et à analyser, mais le soutien de nos collègues et la recherche de réponses ont été de précieux facteurs de motivation.

Notre étude s’est concentrée sur trois questions principales : (1) La biodiversité aérienne (plantes) et souterraine (microbes du sol) présente-t-elle des réponses inégales au réchauffement, à l’ajout de nutriments et au traitement de pâturage ? (2) Comment la biodiversité microbienne des plantes et des sols réagit-elle au réchauffement, à l’apport de nutriments et au traitement du pâturage ? (3) Les conditions expérimentales, les types de prairies et les conditions environnementales modulent-ils les réponses de la biodiversité microbienne des plantes et du sol ?

Les résultats indiquent que la biodiversité microbienne des plantes et du sol a réagi de manière incohérente au réchauffement, à l’apport de nutriments et au pâturage en termes d’ampleur et de direction, la biodiversité végétale étant plus sensible. Plus précisément, la richesse en espèces végétales et la diversité de Shannon ont diminué de manière significative avec le réchauffement et l’apport de nutriments, tandis que l’uniformité des plantes a augmenté avec le pâturage. Cependant, seule la richesse microbienne augmente avec le pâturage, et la régularité microbienne augmente légèrement avec le réchauffement.

En outre, les réponses de la biodiversité au réchauffement climatique et aux activités anthropiques sont modulées par divers facteurs. Notamment, les impacts négatifs du réchauffement sur la biodiversité végétale sont plus prononcés dans des conditions environnementales plus chaudes ou plus sèches ou dans des expériences à long terme. Les effets négatifs de l’ajout d’azote sur la biodiversité s’accentuent avec des taux d’application d’azote plus élevés et des durées plus longues. Une intensité et une fréquence de pâturage appropriées sont bénéfiques pour maintenir la diversité végétale. La diversité microbienne du sol est moins influencée.

• Conclusion et implications

Notre étude révèle que la biodiversité végétale aérienne et la biodiversité microbienne souterraine présentent des réponses inégalées au réchauffement climatique et aux activités anthropiques, la biodiversité végétale étant plus sensible. À mesure que le changement mondial continue de s’intensifier, la diversité végétale pourrait être confrontée à des risques plus importants. De plus, il est essentiel de distinguer les réponses de la biodiversité dans différentes conditions expérimentales et environnementales, une plus grande attention étant nécessaire à la conservation de la biodiversité dans les sites présentant des environnements plus chauds et plus secs, une intensité de fertilisation élevée ou une intensité de pâturage élevée.

Par rapport à la recherche sur la biodiversité végétale, les réponses microbiennes du sol au réchauffement climatique, à l’apport de nutriments et au pâturage ont été peu étudiées, sans parler de l’examen simultané des réponses de la diversité microbienne des plantes et du sol. Notre étude contribue à combler les lacunes dans les connaissances ; cependant, nous reconnaissons que le manque de recherches souterraines et de données à long terme peut influencer notre jugement. Dans les études futures, des recherches plus approfondies sur la biodiversité souterraine et des expériences à long terme sont nécessaires pour améliorer notre compréhension globale des réponses de la biodiversité et de leurs conséquences sur les fonctions et services écosystémiques de l’Anthropocène.

Cet article est rédigé par Zijian Shangguan de l’Université de Pékin, Collège des sciences urbaines et environnementales, Département d’écologie, 100871 Pékin, CHINE. Vous pouvez lire l’article complet ici : https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1365-2745.14222