par Tabea Turrini et Sebastian Tilch, Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité
L’une des raisons de la menace mondiale pour la biodiversité est que nous, les humains, introduisons plus de nutriments dans notre environnement qu’il n’y en aurait naturellement, par exemple, lors de la fertilisation des terres agricoles. De plus, les précipitations redistribuent les nutriments excédentaires vers d’autres zones, et les nutriments peuvent également pénétrer dans nos sols par la pollution de l’air.
Les prairies naturelles sont un habitat pour de nombreuses espèces végétales différentes, notamment des graminées, des herbes, des fleurs sauvages et des orchidées, dont beaucoup peuvent être menacées par les activités et les impacts humains. Les plantes ont besoin de trois éléments pour pousser : le dioxyde de carbone (CO2) de l’air, l’eau et les nutriments du sol. Ces derniers sont généralement rares dans les prairies européennes semi-naturelles. Bien que cela limite la croissance des plantes individuelles, cela favorise la possibilité que de nombreuses espèces différentes poussent côte à côte. Cependant, des quantités excessives de nutriments créent l’image qui est omniprésente dans notre paysage aujourd’hui : des prairies verdoyantes mais sans les fleurs colorées d’autrefois.
On sait depuis longtemps que l’excès de nutriments réduit la biodiversité, mais jusqu’à présent, le processus sous-jacent n’était pas clair. Des chercheurs d’iDiv, UFZ et MLU ont maintenant étudié les causes de ce phénomène en collaboration avec une grande équipe internationale. Pour ce faire, ils ont enregistré la communauté des espèces végétales sur les prairies fertilisées et non fertilisées lors d’expériences sur 59 sites sur six continents sur une période de 13 ans.
« La composition des espèces végétales dans les prairies varie toujours légèrement; c’est tout à fait normal », explique le Dr Emma Ladouceur, auteur principal de l’étude et scientifique à l’iDiv et à l’UFZ. « Pour certaines espèces, les conditions en une année ne sont pas optimales, et elles ne peuvent produire que quelques graines, ou aucune nouvelle plante n’en émerge. En revanche, d’autres espèces dont les graines étaient déjà dans le sol ou ont été transportées par le vent ou les animaux peuvent germer. Grâce à ces processus, différentes espèces occupent de nouveaux espaces dans les espaces naturels. Plus la diversité des espèces est élevée, plus la probabilité que des espèces adaptées aux conditions de vie soient présentes et fournissent des services écosystémiques dont dépendent les humains est élevée.
Avec des apports élevés en nutriments, plus d’espèces se perdent et moins de nouvelles espèces arrivent
Comme prévu, cette expérience a également montré de manière constante un déclin des espèces sur les parcelles enrichies en nutriments au fil du temps. Afin de pouvoir attribuer les observations à des changements d’espèces végétales, les scientifiques ont divisé les communautés végétales en trois catégories : les espèces présentes en permanence sur un site pendant toute la période d’étude, les espèces disparues et celles nouvellement arrivées.
Les analyses ont montré que d’une part, plus d’espèces se sont perdues dans les zones fertilisées que dans les prairies non fertilisées au cours de la période d’étude ; d’autre part, moins de nouvelles espèces sont arrivées pendant cette période. La composition des espèces a également changé dans les zones non fertilisées. Cependant, les pertes et les gains ont été équilibrés ici – le nombre d’espèces est resté constant au total.
De plus, les chercheurs ont enregistré la biomasse aérienne produite. Comme prévu, la biomasse des plantes récoltées était plus élevée sur les parcelles d’essai fertilisées que sur celles non fertilisées, observable dès la première année d’expérimentation. Environ 60 % de cette augmentation est due aux espèces végétales présentes en permanence sur un site. Les 40% restants de la biomasse ont été produits par des espèces nouvellement ajoutées, bien que moins de nouvelles espèces aient été ajoutées chaque année que sur les parcelles expérimentales non fertilisées.
L’étude fournit des informations précieuses pour la conservation pratique de la nature
« Nos résultats montrent que lorsque des quantités anormalement élevées de nutriments sont présentes, quelques espèces en bénéficient particulièrement », explique Emma Ladouceur. « Beaucoup d’autres espèces pas si compétitives tombent au bord du chemin – nous les perdons, et les nouvelles espèces ont du mal à s’établir et à s’implanter. »
« Notre étude apporte une contribution significative à une meilleure compréhension des effets des apports de nutriments non naturels sur notre biodiversité », déclare l’auteur principal, le professeur Stanley Harpole, responsable du groupe de recherche sur la diversité physiologique à l’UFZ, iDiv et MLU. Avec leur étude maintenant publiée dans Lettres d’écologie, les chercheurs fournissent également des informations précieuses pour la conservation pratique de la nature. « Pour les zones de conservation de la nature à côté d’une zone agricole, il est important de savoir comment le ruissellement des nutriments affecte l’écosystème semi-naturel afin que des mesures ciblées puissent ensuite être prises pour le protéger », explique Harpole.
Emma Ladouceur et al, Lier les changements dans la composition des espèces et la biomasse dans une expérience de prairie distribuée à l’échelle mondiale, Lettres d’écologie (2022). DOI : 10.1111/ele.14126
Fourni par le Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité