Une recherche récemment publiée par le Dr Kevin Wilcox de l’UNC Greensboro et ses collègues aidera les scientifiques à mieux prédire comment les changements globaux, tels que les sécheresses, les incendies et les vagues de chaleur, auront un impact sur la santé et la durabilité des écosystèmes herbeux de la Terre.
L’article, publié le 10 octobre 2023 dans Biologie du changement globalfournit des étapes clés vers l’amélioration des modèles mathématiques qui prévoient les changements dans les savanes, les prairies, les prairies et la toundra arctique de notre planète.
« Les écosystèmes forestiers ont tendance à retenir la part du lion de l’attention du public », a déclaré Wilcox. « Mais les écosystèmes dominés par une végétation non arborescente, c’est-à-dire les écosystèmes » herbeux « , représentent 40 pour cent de la surface terrestre de la Terre. Nos recherches jouent donc un rôle de « rattrapage » scientifique important dans ces paysages. »
Les écosystèmes herbeux fournissent de nombreuses ressources et services nécessaires aux humains, notamment la production alimentaire, les pollinisateurs et la séquestration du carbone. Ils servent également d’habitat essentiel à la faune, comme le wapiti et le bison en Amérique du Nord.
Pourtant, si l’on examine de plus près la capacité de l’humanité à prédire comment ces écosystèmes persisteront face aux changements globaux à venir, la recherche est loin derrière la capacité de prévision des forêts. Les recherches de Wilcox sur les modèles du système terrestre contribuent à combler cette lacune.
Les scientifiques utilisent ces modèles pour simuler les effets de phénomènes physiques, tels que les sécheresses et les vagues de chaleur, sur les paysages. Les équations mathématiques qui composent ces modèles sont enchaînées pour créer des milliers de lignes de code informatique qui fournissent finalement une abstraction de la réalité. Ces modèles représentent un large éventail de processus écologiques, tels que les précipitations pénétrant dans le sol, les insectes défoliant une savane ou le stress thermique provoquant la mortalité des plantes et des animaux.
« Mais si nos modèles ne représentent pas avec précision les processus écologiques, leurs prédictions n’ont aucun sens », a déclaré Wilcox.
Un aspect important à prendre en compte, explique Wilcox, est la nature en constante évolution de ces systèmes herbeux.
« Nous ne pouvons pas simplement supposer que toutes les composantes majeures de l’écosystème, telles que les communautés végétales, resteront inchangées alors que les sécheresses et les vagues de chaleur continuent de se produire. »
L’un des plus grands défis réside dans la manière dont les graminées sont représentées. Actuellement, de nombreux modèles représentent les graminées soit comme des arbres miniatures, soit comme une « vase verte » qui existe à la surface de la planète. Les auteurs affirment que cette représentation pourrait expliquer en partie pourquoi les modèles ont eu du mal à correspondre aux observations du monde réel dans les écosystèmes herbeux.
« Une meilleure collaboration entre empiristes et modélisateurs sera également essentielle pour améliorer la dynamique herbacée au sein des modèles d’écosystème », ajoute Wilcox.
Selon les auteurs, la mise en œuvre de ces changements sera essentielle pour orienter les politiques publiques et la gestion de ces écosystèmes importants à l’avenir, lorsque les sécheresses et les déluges seront plus fréquents et extrêmes, que les perturbations telles que les incendies seront plus graves et que les pressions humaines continueront.
Plus d’information:
Kevin R. Wilcox et al, La prise en compte des communautés herbacées dans des modèles basés sur des processus fera progresser notre compréhension des écosystèmes « herbeux », Biologie du changement global (2023). DOI : 10.1111/gcb.16950