Moins de biodiversité: quels effets sur le long terme ?
Publié par Isabelle le 04/06/2018 à 12:00
Source: INRA
Grâce à l'analyse de 20 ans de données recueillies sur un site d'expérimentation unique au monde, une équipe de l'Inra, en collaboration avec la Suède et Singapour, a étudié les effets de la perte de biodiversité sur la biomasse des plantes dans des environnements contrastés. Ils démontrent que ces effets dépendent non seulement des espèces supprimées, mais également des écosystèmes dans lesquels elles ont été arrachées. De plus, leurs résultats révèlent, contre toutes attentes, que la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) de ces effets observés en milieu naturel diminue au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) grâce à des mécanismes compensatoires mis en place par les espèces restantes. Leurs résultats sont publiés dans Nature le 23 mai 2018.


A gauche: Chronoséquence d'îles au nord de la Suède.
A droite: Assemblage de différentes espèces de buissons en milieu naturel.

Depuis 1996, une expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de l'affiner. Elle est pratiquée par un ou des chercheurs...) unique au monde (Le mot monde peut désigner :) est menée par les écologues au nord de la Suède dans un archipel (Un archipel est un ensemble d'îles relativement proches les unes des autres. La proximité se double le plus souvent d'une origine géologique commune.) de 30 îles forestières. Des feux naturels détruisant la végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui poussent sur une surface donnée de sol, ou dans un milieu aquatique. On parle aussi de "couverture végétale".) se sont produits sur ces îles à différentes époques en transformant chacune d'elles en un écosystème indépendant qui diffère notamment en terme de productivité et de fertilité (Pour le sens commun, la fertilité désigne à la fin du XXe siècle la capacité des personnes, des animaux ou des plantes à produire une descendance viable et abondante. Le terme était...) des sols. Collectivement, ces îles représentent une "chronoséquence" d'îles de plus de 5 000 ans. Ainsi, depuis plus de 20 ans, sur ce terrain d'expérimentation unique, les scientifiques ont régulièrement supprimé différentes espèces et groupes fonctionnels de plantes. L'objectif est de simuler une perte de biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces, des populations et...) dans chacune de ces îles et de mieux en comprendre les effets sur le fonctionnement des écosystèmes dans des contextes environnementaux différents (1).

Une équipe de l'Inra, en collaboration avec des universités suédoise et singapourienne, a analysé 20 ans de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) obtenues dans ces îles sur la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des...) de trois buissons: la myrtille (Vaccinium myrtillus), l'airelle (Pour le langage de programmation, voir Airelle (langage)) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) (Vaccinium vitis-idaea) et la camarine hermaphrodite (Empetrum hermaphroditum). Présentes partout dans l'archipel, ces trois espèces représentent plus de 95 % de la biomasse de ce groupe de plantes (les buissons). Les chercheurs ont simulé des pertes d'espèces identiques mais dans des environnements naturels contrastés. En effet, les feux se produisant plus souvent dans les grandes îles, ces dernières sont donc les plus jeunes, plus productives, et présentent un sol plus fertile que les petites îles. Sur le long terme: comment se comporte la biomasse de la végétation si on arrache l'une ou l'autre de ces trois espèces ? Quels sont les effets dans les grandes îles par rapport aux petites ? Qu'en est-il de la stabilité de de la végétation au cours du temps ?

Face aux fluctuations climatiques, la biodiversité augmente la stabilité de la végétation

Premier constat: la biomasse des buissons est très affectée par l'arrachage des espèces (jusqu'à 70 % de réduction). Ces effets varient non seulement en fonction des combinaisons d'espèces arrachées mais aussi en fonction de la taille des îles: les espèces à stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) acquisitive (croissance rapide, riche en nutriments) ont un effet prédominant dans les écosystèmes productifs (grandes îles) alors que les espèces à stratégie conservative (croissance lente (La Lente est une rivière de la Toscane.), riches en composés de défense) ont un effet prédominant dans les écosystèmes plus anciens (petites îles). Mais, contre toutes attentes et à l'encontre des résultats obtenus dans le cadre d'expérimentations où les communautés végétales sont assemblées manuellement, l'effet de la perte de biodiversité sur la production de biomasse diminue avec le temps. Les chercheurs attribuent ces résultats à une augmentation progressive des effets compensatoires mis en œuvre par les espèces restantes, permettant ainsi une meilleure utilisation des ressources et une optimisation de l'espace laissé vacant par l'espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique....) perdue. Cependant, les variations temporelles dans la production de biomasse étaient plus importantes pour les espèces seules, renforçant ainsi l'idée que la biodiversité augmente la stabilité des communautés végétales face aux fluctuations climatiques au cours du temps.

Ces résultats suggèrent que pour comprendre et prévoir les conséquences de la perte de biodiversité, il est indispensable de tenir compte du contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de l'analyse...) environnemental. Ce qui importe n'est pas seulement quelle espèce est perdue ni comment celles qui restent parviennent à exploiter les ressources disponibles, mais également la connaissance de l'écosystème dans lequel ces espèces sont menées à disparaitre. Cela souligne également la nécessité de la mise en place de politiques publiques de conservation visant à encourager la préservation la biodiversité afin de maintenir une productivité élevée au sein d'une large gamme d'écosystèmes parfois très contrastés.


Comparaison de la variation de biomasse de buissons (de 1 à 3 espèces dans toutes les combinaisons possibles) entre différents types d'écosystèmes (grandes et petites îles) au cours du temps (de 1999 à 2016). (M = V. myrtillus, V = V. vitis-idaea, E = E. hermaphroditum). La biomasse des mélanges à 3 espèces (courbe violette) est systématiquement supérieure à celle des espèces seules. Cependant, la biomasse des espèces seules dépend de l'écosystème considéré: la myrtille (courbe orange) présente une biomasse plus importante dans les grandes îles (écosystème productif) alors que la camarine hermaphrodite (courbe verte) présente une biomasse plus importante dans les petites îles (écosystème peu productif). Ce résultat souligne l'importance du contexte environnemental pour mieux comprendre et prédire les effets de perte de biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes. ©INRA

Note:
(1) En savoir plus: "Un dispositif expérimental inédit pour scruter les effets de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes". http://presse.inra.fr/Communiques-de-presse/effets-de-la-biodiversite-sur-le-fonctionnement-des-ecosystemes


Contact scientifique:
- Nicolas Fanin Unité Interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) Sol Plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes. Elles sont,...) Atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) (Inra, Bordeaux Sciences Agro)

Département associé:
Écologie des forêts, prairies et milieux aquatique

Centre associé:
Nouvelle-Aquitaine-Bordeaux

Référence publication:
Paul Kardol, Nicolas Fanin et David A. Wardle. Long term impacts of species loss on community properties across contrasting ecosystems. Nature. 23 mai 2018. http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0138-7
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