Une équipe de recherche internationale a entrepris une étude des plantes des prairies mongoles pour évaluer la stabilité de ces communautés végétales au fil du temps. Ils ont spécifiquement examiné l’impact de la sécheresse du climat sur les communautés végétales et ont déterminé que la stabilité des communautés végétales diminuait plus rapidement dans les zones plus arides. Cette recherche contribue au développement de stratégies de gestion efficaces qui favorisent des écosystèmes stables à une époque de changement climatique.
La recherche est publiée dans la revue Biologie du changement global.
Les scientifiques savent que le changement climatique affecte la manière dont la biodiversité influence la stabilité des communautés végétales. Un écosystème stable et sain assurera la production de nourriture et de fourrage, la séquestration du carbone et la formation des sols. Les théories prédisent qu’une biodiversité plus élevée et une synchronisation plus faible des espèces peuvent accroître la stabilité d’une communauté. La synchronie des espèces décrit comment l’abondance des espèces varie simultanément au fil du temps. La diminution de l’abondance de certaines espèces est compensée par l’augmentation d’autres, maintenant ainsi une productivité constante à l’échelle de l’écosystème.
En outre, la stabilité des espèces végétales (la stabilité moyenne de toutes les espèces pondérée par l’abondance des espèces dans une communauté, représentant largement la stabilité des espèces dominantes) peut améliorer la stabilité de la communauté. La détection des facteurs critiques de la stabilité des écosystèmes fournit aux gestionnaires des écosystèmes un outil pour accroître la stabilité des écosystèmes en gérant la diversité et l’abondance relative de certaines espèces végétales.
L’équipe a entrepris son étude en utilisant un ensemble de données de huit ans provenant de 687 sites en Mongolie. Ils ont évalué si la stabilité temporelle – qui est quantifiée comme le rapport entre la moyenne temporelle et l’écart type – de la couverture végétale changeait de manière linéaire ou non linéaire le long du gradient de l’indice d’aridité, allant d’un hyper-aride de 0,03 à un sec-subhumide de 0,58. La stabilité temporelle décrit comment les écosystèmes restent dans le même état au fil du temps en réponse à des changements environnementaux ou à l’impact humain.
« Nous avons ensuite démêlé les effets de la richesse en espèces, de la synchronisation des espèces à l’échelle de la communauté, de la stabilité moyenne de toutes les espèces et de la synchronisation entre les espèces C3 et C4 sur la stabilité temporelle de la communauté le long du gradient d’aridité », a déclaré le professeur Takehiro Sasaki, Faculté d’environnement et Sciences de l’information, Université nationale de Yokohama.
Dans les plantes C3, comme le riz, l’avoine, l’orge, le blé, le soja, le coton et les arachides, le premier composé carboné produit lors de la photosynthèse possède trois atomes de carbone. Les plantes C4, comme le maïs, le panic raide ou la canne à sucre, produisent un composé à quatre carbones pendant la photosynthèse. La plupart des plantes sur Terre sont des plantes C3.
L’équipe a appris que la stabilité temporelle des communautés végétales diminuait plus rapidement dans les zones plus arides lorsque le seuil de l’indice d’aridité de 0,2 était franchi.
« La synchronie des espèces peut être le principal moteur de la stabilité des communautés, qui est systématiquement affectée négativement par la richesse spécifique tout en étant positivement affectée par la synchronisation entre les espèces C3 et C4 à travers le gradient d’aridité. Le maintien des communautés végétales avec une grande diversité d’espèces C3 et C4 sera être essentiel pour renforcer la stabilité des communautés dans les prairies mongoles dans un climat en changement », a déclaré Sasaki.
Les travaux de l’équipe fournissent une compréhension globale de l’importance relative des facteurs déterminants pour la stabilité des communautés végétales et ont fait progresser leur connaissance des mécanismes de stabilité.
« Les principaux facteurs de stabilité des communautés végétales que nous avons découverts dans cette étude doivent être pris en compte lors de l’élaboration de stratégies de gestion efficaces pour garantir la fourniture de services écosystémiques stables essentiels au bien-être humain dans un climat en changement », a déclaré Sasaki.
Pour l’avenir, l’équipe suggère que les futures études devraient évaluer la manière dont le pâturage du bétail induit des changements dans la biodiversité et affecte la stabilité des communautés végétales dans un large éventail de variations climatiques. Le pâturage est le principal moyen d’utilisation des terres dans les zones arides et peut interagir avec le climat et la biodiversité, ayant un impact sur le fonctionnement de l’écosystème.
« Notre objectif ultime est de fournir des outils de gestion efficaces pour une utilisation durable des zones arides sous l’influence de multiples facteurs de changement global », a déclaré Sasaki.
Plus d’information:
Des changements dans les relations biodiversité-stabilité dépendant de l’aridité, mais pas dans les mécanismes sous-jacents, Biologie du changement global (2024). DOI : 10.1111/GCB.17365