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ecologie-fonctionnelle compressed (1)

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Ecologie
Fonctionnelle
Jonathan Lenoir (MCU), [email protected]
Unité ”Écologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés”
http://www.u-picardie.fr/edysan/
Approche fonctionnelle
de l’écologie
Une autre façon de voir les choses
 Au-delà de la simple notion d’identité : la notion FONCTIONNELLE
Ex : 1 organisme végétal = 1 espèce + ensemble de fonctions
-
Photosynthèse (chloroplastes)
Respiration (stomates)
Transpiration (stomates)
Absorbtion (stomates / racines)
Stockage (glucides / lipides / protides)
Ex : 1 communauté végétale = assemblage d’espèces + ensemble de fonctions
-
Production primaire (nutriments)
Transfert de matière (chaîne trophique)
Support des écosystèmes (habitat)
Stockage (carbone)
Cycles biogéochimiques (azote / carbone)
Capturer le spectre fonctionnel
 Identifier des caractères faciles à mesurer (rapide / reproductible) et
pouvant se substituer aux fonctions d’intérêt :
Fonctions
Euphorbia helioscopia
Descripteurs »
Fécondité
Dispersion
Installation
Nombre de graines
Mode de dispersion
Masse des graines
Acquisition
Croissance
Stockage
Surface foliaire spécifique
Hauteur
Concentration d’azote foliaire
Absorption racinaire
Compétition racinaire
Densité racinaire
Taille du pivot
Garnier & Navas (2011)
Est-ce que ça marche vraiment?
 Exemple du lien entre la surface foliaire spécifique (SLA) (le descripteur)
et l’activité photosynthétique nette (la fonction) :
Net photosyntetic rate
1000
Leaf
100
10
r = 0.71***, n = 764
1
1
SLA (g cm-2) = surface
foliaire / masse foliaire
10
100
Specific leaf area (SLA)
Violle et al. (2007)
Notion de traits de vie
 Traits de vie (sensu lato) = descripteurs biologique, physiologique,
phénologique ou morphologique
Hauteur
Date de débourrement
SLA (g cm-2) = surface
foliaire / masse foliaire
Types biologiques de Raunkiaer
Des traits plus ou moins facile à mesurer
Traits « dur » difficiles à mesurer
directement ou coûteux
Traits « mou » faciles à mesurer
directement ou peu coûteux
Weiher et al. (1999)
Une définition « fourre-tout »
 Peut-on mesurer un trait à tous les niveaux d’organisation du végétal?
1. A l’échelle de la plante (organisme) :
-
Caractères foliaire
Morphologie des graines
Port général
2. A l’échelle de l’habitat (communauté) :
-
Biomasse végétale
Couvert végétal
Hauteur dominante
3. A l’échelle du milieu environnant (écosystème) :
-
Type de sol
Humidité du sol
Type de perturabation
Vers une définition plus précise
 Traits de vie (sensu stricto) = caractères morphologique, physiologique
ou phénologique mesurés à l’échelle d’un individu (depuis la cellule
jusqu’à l’organisme entier), sans référence à l’environnement
Attention : La notion de « trait »
(sensu stricto) exclue toute
caractéristique mesurée à partir
de variables externes telles que
les variables de l’environnement.
Par conséquent les préférences
écologiques ne constituent pas
des traits de vie…
Violle et al. (2007)
Transfert vers les niveaux supérieurs
Productivité primaire nette
(g kg-1 d-1)
Croissance relative
(g g-1 d-1)
Photosynthèse nette
(nmol CO2 g-1 s-1)
 Restreindre la notion de trait à l’échelle de l’individu n’empêche pas de
relier l’information à des processus écologiques opérant à d’autres
niveaux d’organisation :
SLA (m2 kg-1)
SLA (m2 kg-1)
SLA (m2 kg-1)
Violle et al. (2007)
Vers la notion de traits fonctionnels
 Trait fonctionnel = tout trait (sensu stricto) qui explique la performance
(fitness) d’un individu
Violle et al. (2007)
Traits de réponse et traits d’effet
 On distingue deux grandes familles de traits suivant le regard que l’on
porte sur leurs relations à l’environnement extérieur :
-
Traits associés à une réponse aux facteurs environnementaux (stress,
perturbations) = traits de réponse
Traits associés à un effet au sein de l’écosystème (réseaux trophiques,
cycles biogéochimiques) = traits d’effet
 NB : Un même trait de vie peut à la fois être un trait de réponse et un
trait d’effet (e.g., caractère persistant / décidue du feuillage)
-
Feuillage persistant = haute résistance aux stress physique et à l’herbivorie
(trait de réponse)
Feuillage persistant = décomposition lente et faible retour des nutriments au
sol (trait d’effet)
Traits de réponse
 Réponses foliaire (morphologique / physiologique / phénologique) vis-àvis de deux gradients de stress (eau / lumiére)
Stress (manque de lumière)
Stress (manque d’eau)
Un exemple concret
Précipitations (mm)
Précipitations (mm)
 Réponse vis-à-vis des gradients de température et de précipitation
Températures (°C)
Températures (°C)
 Données : 175 sites à travers le globe et 2548 espèces végétales
Wright et al. (2004)
Quel trait de réponse?
 Masse foliaire par unitée de surface (LMA = 1 / SLA)
Hypothèse :
Plus LMA est élevé (feuilles denses ou épaisses),
moins il y a d’échanges avec le milieux extérieur
par l’intermédiaire des stomates
LMA (g m-2) = masse
foliaire / surface foliaire
Wright et al. (2004)
Résultats
Wright et al. (2004)
Traits d’effet
 Effet du caractère persistant / décidue des feuilles sur la vitesse de
décomposition de la litière
Vitesse de décomposition
Un exemple concret
 Effet de la composition chimique foliaire sur la vitesse de dégradation
de la litière
Peuplement d’épicéa au
Sud-Ouest de l’Allemagne
(Forêt Noire)
 Dispositif expérimental de sacs à litière contenant du matériel foliaire
issu de 9 espèces caducifoliées et laissés à décomposer dans le lit d’un
cour d’eau intraforestier pendant 55 jours
Schindler & Gessner (2009)
Fagus
sylvatica
Quercus
rubra
Platanus
sp.
Corylus
avellana
Salix
cinerea
Acer
pseudoplatanus
Alnus
glutinosa
Fraxinus
excelsior
Ulmus
glabra
Taux de lignine (%)
Quel trait d’effet?
Feuilles avant stockage dans les sacs à litière
Feuilles aprés 55 jours de décomposition
Fagus
sylvatica
Quercus
rubra
Platanus
sp.
Corylus
avellana
Salix
cinerea
Acer
pseudoplatanus
Alnus
glutinosa
Fraxinus
excelsior
Ulmus
glabra
Masse de litière restante (%)
Résultats
Taux de lignine et cycle biogéochimique
 Plus le taux de lignine est élevé dans les feuilles, moins le retour de
matière au sol est rapide (cycle biogéochimique)
Relations traits de réponse / effet
Environnement
Traits fonctionnels
de réponse
Individu
Traits fonctionnels
d’effet
Fonctionnement
des écosystèmes
Lavorel & Garnier (2002)
Notion de groupes fonctionnels
Diaz & Cabido (2001)
Exemples de groupes fonctionnels
Plantes herbacées
Arbres pionniers
Feuillus décidus
Feuillus persistants
Résineux persistants
Reich et al. (1997)
Une méthode simple pour créer des
groupes fonctionnels
Matrice traits x espèces
Analyses multivariées
(ACP / ACM)
Min(variabilité intra)
Max(variabilité inter)
Obtention des axes
factoriels principaux
Méthodes de
classifications (CAH)
Obtention des groupes
fonctionnels
Cas concret
Matrice traits
x espèces
(24 x 100)
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 1
FT1 (29 espèces)
Petites graminées
(≤ 50 cm)
Plantes en C3/C4
Durée de vie courte
SLA élevé
Faible résistance à
la sécheresse
Appétance élevée
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 2
FT2 (12 espèces)
Herbacées en
touffes (≤ 100 cm)
Plantes en C3
Durée de vie
variable
SLA élevé
Résistance
modérée à la
sécheresse
Appétance
modérée
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 3
FT3 (23 espèces)
Plantes rampantes
ou en rosettes de
feuilles (≤ 50 cm)
Plantes en C3
Durée de vie
variable
SLA intermédiaire
Résistance
modérée à la
sécheresse
Appétance variable
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 4
FT4 (4 espèces)
Plantes saxicoles
(≤ 100 cm)
Plantes en CAM
Durée de vie
variable
SLA trés faible
Résistance élevée
à la sécheresse
Appétance trés
faible
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 5
FT5 (11 espèces)
Plantes arborées
(> 300 cm)
Plantes en C3
Durée de vie trés
longue
SLA intermédiaire à
élevé
Bonne résistance à
la sécheresse
Appétance variable
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 6
FT6 (12 espèces)
Arbustes
persistants
(≤ 300 cm)
Plantes en C3
Durée de vie trés
longue
SLA faible
Haute résistance à
la sécheresse
Appétance nulle
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 7
FT7 (4 espèces)
Arbustes dépourvu
de feuilles vraies
(≤ 200 cm)
Plantes en C3
Durée de vie
longue
SLA nulle
Haute résistance à
la sécheresse
Appétance nulle
Diaz & Cabido (1997)
Groupe 8
FT8 (5 espèces)
Plantes succulentes
Plantes en CAM
Durée de vie
longue
SLA nulle
Trés haute
résistance à la
sécheresse
Appétance nulle
Diaz & Cabido (1997)
Pourquoi une approche fonctionnelle?
 Comprendre les règles d’assemblages des espèces en écologie des
communautés : utilisation des traits de réponses
 Anticiper la dynamique des écosystèmes dans le contexte des
changements globaux : utilisation des traits d’effets
 Analyser l’impact des activités humaines sur le fonctionnement des
écosystèmes : utilisation des groupes fonctionnels
Retour sur les règles d’assemblage
des communautés
Pool régional
d’espèces
0.7
Filtres
environnementaux
0.5
0.4
0
5
10
15
20
gradient
GradientEnvironmental
environnemental
Abondance
0.1
0.2
0.3
Communauté
0.0
Relative abundance
Abondance
0.6
Communauté
Weiher & Keddy (1999)
Filtres environnementaux et traits de
réponses
Facteurs abiotiques :
-
Climatiques (T, P, ETP, etc.)
Edaphiques (pH, C / N, P, Mg, etc.)
Perturbations (feu, tempête, etc.)
Topographiques (pente, expo, etc.)
Pool régional
d’espèces
Filtres
environnementaux
Facteurs biotiques :
Prédation
Compétition
Facilitation
Parasitisme
Type d’habitat
Activités humaines
Communauté
Traits de réponse
Abondance
-
Weiher & Keddy (1999)
Filtre abiotique et trait de réponse
Fréquence
Optimum
Variabilité
interspécifique
Pool régional
d’espèces
Filtres
environnementaux
Trait mesuré (pool régional)
Fréquence
Communauté
Trait mesuré (communauté)
Hypothèse de convergence de niche :
les espèces similaires sur le plan fonctionnel
ont une réponse identique vis-à-vis de
l’environnement abiotique et s’assemblent
(variance diminuée)
Violle et al. (2011a)
Test sur un cas concret
 Réponse à un stress d’excès d’eau le long d’un gradient d’inondation
Stress (excès d’eau)
Prairie humide de
l’Ouest de la France
(Marais Poitevin)
Zone non
inondée
Zone inondée 150
jours de l’année
(40 cm d’eau)
 Echantillonnage de la composition des communautés végétales et
prélèvement d’individus (37 espèces) sur 222 quadrats (0.25 x 0.25 m)
disposés le long de ce gradient de perturbation
Violle et al. (2011a)
Quel trait de réponse?
 Mesure de la performance sur les individus prélevés : surface foliaire
spécifique (SLA)
Hypothèse :
Plus SLA est élevé (surface foilaire développée
par rapport à la masse foliaire), plus les échanges
gazeux sont facilités sous l’eau et donc meilleure
est la performance de l’individu en situation de
stress lié à un excès d’eau
SLA (cm2/g) = surface
foliaire / masse foliaire
Violle et al. (2011a)
Résultats sur la moyenne
Specific Leaf Area (SLA) - COMMUNITY MEAN
40
35
30
25
20
R² = 0.45***, 222 communities
15
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Water depth max (m)
Stress (excès d’eau)
Violle et al. (2011a)
Résultats sur la variance
Specific Leaf Area (SLA) - COMMUNITY VARIANCE
250
200
R² = 0.51***, 222 communities
150
100
50
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Water depth max (m)
Stress (excès d’eau)
Violle et al. (2011a)
Fréquence
Fréquence
Conclusion
SLA (communauté)
SLA (communauté)
Stress (excès d’eau)
Violle et al. (2011a)
Filtre biotique et trait de réponse
Fréquence
Pool régional
d’espèces
Filtres
environnementaux
Trait mesuré (pool régional)
Fréquence
Communauté
Trait mesuré (communauté)
Hypothèse de divergence de niche :
les espèces trop similaires sur le plan
fonctionnel rentrent en compétition
localement et s’excluent mutuellement
(hypothèse Darwinienne)
Violle et al. (2011b)
Probabilité de
coexistence
Le concept de « limiting similarity »
Limiting similarity = d / w
MacArthur & Wilson (1967)
Test sur un cas concret
 Expérimentation sur des couples de protozoaires ciliés cultivés en
conditions controlées :
-
10 espèces de protozoaires ciliés
45 combinaisons différentes (paires)
3 répétitions par combinaison
3 mois de culture (70 générations)
+
Espèce A
Espèce B
Violle et al. (2011b)
Quel trait de réponse?
 Mesure de la performance sur un lot de 10 individus par espèce : taille
de l’appareil « buccale » (µm) pour la prédation
-
1. Vacuole contractile
2. Vacuole digestive
3. Gros noyau
4. Petit noyau
5. Cytoprocte
6. Cytopharinx
7. Péristome
8. Cil
8
4
3
7
6
2
5
1
Violle et al. (2011b)
ou
Frequency of competitive exclusion
Résultats
1.0
pi
observations
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Mouth size difference (Log)
Violle et al. (2011b)
Pool régional
Conclusion
sp1 sp2 sp3 sp4 sp5 sp6
Filtres abiotiques
Communauté
Filtres biotiques
Trait mesuré
Violle et al. (2011b)
Fréquence
Qu’en est-il de la variabilité
intraspécifique?
Fréquence
Trait mesuré
Trait mesuré
Impacts sur les règles d’assemblage?
Jung et al. (2010)
Pool régional
Impacts sur les règles d’assemblage?
sp1 sp2 sp3 sp4 sp5 sp6
Filtres abiotiques
Communauté
Filtres biotiques
Trait mesuré
Jung et al. (2010)
Fonctionnement des
écosystèmes
Biodiversité
Traits fonctionnels
d’effet
Fonctionnement
des écosystèmes
Définition de biodiversité
 Qu’est-ce que la biodiversité pour vous?
-
Diversité des espèces : nombre d’espèces, de genres, de familles,
d’ordres, de classes, d’embranchements, de règnes (archéobactéries,
bactéries, protistes, champignons, végétaux, et animaux) au sein du vivant
et dans un espace spatio-temporel bien délimité
-
Diversité des gènes : nombre de génotypes, de phénotypes, de
populations, de sous-populations, de sous-espèces, de variétés chez une
espèce et dans un espace spatio-temporel bien délimité
-
Diversité des écosystèmes : nombre d’écosystèmes (réseaux de
communautés, réseaux d’intéractions, réseaux trophiques) au sein du
vivant et dans un espace spatio-temporel bien délimité
L’arbre de la vie
Érosion de la biodiversité
La biodiversité fossile dans le temps
Rohde & Muller(2005)
La biodiversité dans l’espace
Merops apiaster
Ursus arctos
Rana esculanta
Grenyer et al. (2006)
Combien y-a-t-il d’espèces d’eucaryotes
sur terre et dans les océans aujourd’hui?
Mora et al. (2011)
Points chauds de la biodiversité
http://www.biodiversityhotspots.org/Pages/default.aspx
Fonctions des espèces dans les
écosystèmes : espèces clés
 Espèces clés = clés de voûte du fonctionnement des écosystème
-
Concept introduit en 1966 par Robert Paine (Université de Washington)
Le retrait d’une espèce clé entrâine l’effondrement d’un ecosystème
Importance des relations interspécifiques au sein des reseaux trophiques
Idée que certaines espèces sont plus importante que d’autres pour
assurer le fonctionnement des écosystèmes
La fameuse expérience de Robert Paine
 Le retrait de l’étoile des mers provoque l’entrée en compétition entre
proies potentielles dans les niveaux inférieurs du réseau trophique
http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/keystone-species-15786127
Paine (1966)
L’exemple de la loutre de mer
Disparition des loutres de mer
Explosion démographique des populations d’oursins
Surpâturage des grandes algues (laminariales)
1) Disparition des autres espèces qui se nourissent des
grandes algues (invertébrés herbivores, petits poissons
herbivores, grands crabes)
2) Augmentation de la puissance des vagues et de
l’érosion des côtes
Presence / absence de la loutre de mer et
impact sur son écosystème
En présence de loutres de mer, la
chaîne trophique est complexe
En l’absence de loutres de mer, la
chaîne trophique est simpliée
Données à l’appui
Enhydra lutris
Estes et al. (1998)
Fonctions des espèces dans les
écosystèmes : organismes ingénieurs
 Organisme ingénieur = espèce qui contrôle directement ou
indirectement la disponibilité des ressources pour les autres organismes
de l’ecosystème en modifiant l’environnement biotique ou abiotique
-
-
Ingénieur autogène : modifit l’écosystème par l’intermédaire de sa
structrure physique propre (e.g., coraux, arbres, grandes algues)
Ingénieur allogène : modifit l’écosystème en transformant les matériaux
du vivant ou du non vivant (e.g., castors)
Les autres organismes de l’écosystème deviennent dépendant de ces
nouvelles structures (e.g., source d’habitats)
A distinguer de l’apport direct de ressources que peut fournir un organisme
via des tissues vivants ou morts
Le cas des castors
 Barrages de castor = rôles important dans le fonctionnement des
écosystèmes associés
-
Limite l’érosion des berges en réduisant la puissance du courant
Favorise l’accumulation de sédiments
Entretien les ripisylves
Augmente la productivité
Amélioration de la qualité de l’eau
Source d’habitat pour de noubreuses espèces
Fonctions des espèces dans les
écosystèmes : groupes fonctionnels
 Groupes fonctionnels = ensembles d’espèces exerçant une action
comparable sur un processus déterminé (= groupes « d’effets ») ou
répondant de manière similaire à des changements du milieu (= groupes
« de réponse »)
-
-
Complémentarité : assemblage d’espèces issues de groupes
fonctionnels différents pour assurer une complémentarité de fonctions au
sein des écosystèmes (hypothèse de divergence de niche ou « limiting
similarity »)
Redondance : assemblage d’espèces issues du même groupe fonctionnel
créant ainsi une redondance de fonctions au sein des écosystèmes
permettant de maintenir une certaines stabilité en cas de changement des
conditions environnementales (hypothèse de convergence de niche et
notion « d’assurance » en biodiversité)
Lien entre biodiversité et fonctionnement
des écosystèmes : les questions
 A t-on besoin de beaucoups d’espèces (niveau de biodiversité élevée)
pour assurer le bon fonctionnement des ecosystèmes?
Fonctionnement
des écosystèmes
???
 Pourquoi s’intéresser à cette question de lien entre biodiversité et
fonctionnement des écosystèmes?
-
Érosion de la biodiversité due aux activités humaines
Impact de cette érosion sur les services écosystèmiques
Lien entre biodiversité et fonctionnement
des écosystèmes : les hypothèses
Fonctionnement
des écosystèmes
 Sachant ce qui a été dit précédemment, quelles sont vos hypothèses sur
la relation biodiversité vs. fonctionnement des écosystèmes?
Biodiversité
Naeem et al., in Loreau et al. (2002)
Hypothèse de la redondance
 La plupart des espèces assurent les mêmes fonctions au sein de
l’écosystème :
-
Une faible proportion des espèces « suffirait » pour assurer le bon
fonctionnement de l’écosystème
Lorsque l’on descend en dessous du seuil de redondance, l’écosystème
s’effondre
Redondances
Seuil
Biodiversité
Etat « naturel »
Fonctionnement
de l’écosystème
-
Hypothèse de la linéarité
 Toutes les espèces ont un rôle important à jouer pour assurer le bon
fonctionnement des écosystèmes :
-
La perte ou l’apport d’une espèce dans l’écosystème modifie de manière
significative le fonctionnement de celui-ci
A chaque espèce correspond une contribution unique pour assurer le bon
fonctionnement de l’écosystème
Etat « naturel »
Fonctionnement
de l’écosystème
-
Biodiversité
Hypothèse de la singularité
 Toutes les espèces n’ont pas la même importance pour assurer le bon
fonctionnement des écosystèmes :
Une seule espèce joue un rôle majeur = espèce clé / organisme ingénieur
Sans cette espèce, l’écosystème s’effondre
Etat « naturel »
Fonctionnement
de l’écosystème
-
Biodiversité
Hypothèse d’idiosyncrasie
 L’effet de chaque espèce sur le fonctionnement de l’écosystème est
totalement aléatoire :
Système imprévisible
Aucune relation entre biodiversié et fonctionnement de l’écosystème
Etat « naturel »
Fonctionnement
de l’écosystème
-
Biodiversité
Expérimentations sur la biodiversité
Loreau et al. (2001)
Biodiversité et productivité primaire :
expérimentations
 Les travaux de David Tilman :
-
-
Mesures de productivité primaire
(biomasse végétale)
289 parcelles expérimentales de
169 m2 chacune
Conditions climatiques et
édaphiques similaires
Combinaisons de 0, 1, 2, 4, 8,
16, ou 32 espèces pérennes
Représente 0, 1, 2, 3, 4, ou 5
groupes fonctionnels :
1. Légumineuses
2. Graminées en C3
3. Graminées en C4
4. Herbacées
5. Ligneuses
Timan et al. (1997)
Questions
 Quelle est l’effet de l’augmentation de la biodiversité sur la productivité
dans un écosystème prairial? Redondance / singularité / linéarité /
idiosyncrasie?
 S’il existe une relation de cause à effet entre biodiversité et productivité
primaire, est-ce la diversité fonctionnelle ou bien la diversité spécifique
qui explique le mieux cette relation?
Timan et al. (1997)
Résultats : hypothèse de redondance
vérifiée
Attention : si en environnement
stable, la redondance peut sembler
superflue pour le fonctionnement de
l’écosystème, celle-ci permet
d’assurer une certaine stabilité en
environnement changeant = théorie
de la diversité-stabilité
Timan et al. (1997)
Productivité (g m-2)
Parenthèse sur la théorie de diversitéstabilité : biodiversité = stabilité
Temps (années)
Figure 1: Conceptual diagram showing how increasing diversity can stabilize ecosystem functioning
Each rectangle represents a plant community containing individuals of either blue or green species and the total number of
individuals corresponds to the productivity of the ecosystem. Green species increase in abundance in warm years, whereas blue
species increase in abundance in cold years such that a community containing only blue or green species will fluctuate in biomass
when there is interannual climate variability. In contrast, in the community containing both green and blue individuals, the
decrease in one species is compensated for by an increase in the other species, thus creating stability in ecosystem producti vity
between years. Note also that, on average, the diverse community exhibits higher productivity than either single-species
community. This pattern could occur if blue or green species are active at slightly different times, such that competition between
the two species is reduced. This difference in when species are active leads to complimentary resource utilization and can
increase total productivity of the ecosystem.
http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/biodiversity-and-ecosystem-stability-17059965
Loreau et al. (2001)
Parenthèse sur la théorie de diversitéstabilité : biodiversité = assurance
- 3 espèces
- 3 individus par communauté
- 1 espèce par communauté :
combien de combinaisons
possibles?
- 2 espèces par communauté :
combien de combinaisons
possibles?
- 3 espèces par communauté :
combien de combinaisons
possibles?
Figure 2: Conceptual model illustrating the insurance hypothesis
Simple communities are represented by a box; in this case, these communities are so small that they can only contain 3
individuals. For example, this could be the case for a small pocket of soil on a rocky hillslope. There are 3 potential species that
can colonize these communities — blue, dark green, and light green — and for the sake of this example let’s assume that the blue
species has traits that allow it to survive prolonged drought. Looking at all possible combinations of communities containing 1, 2 or
3 species, we see that, as the number of species goes up, the probability of containing the blue species also goes up. Thus, if
hillslopes in this region were to experience a prolonged drought, the more diverse communities would be more likely to maintain
primary productivity, because of the increased probability of having the blue species present.
http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/biodiversity-and-ecosystem-stability-17059965
Loreau et al. (2001)
Résultats : la diversité fonctionnelle est
plus importante
Timan et al. (1997)
Biodiversité et décomposition par la
faune du sol : expérimentations
 Dispositif expérimental :
-
Mesures sur la décomposition de litière végétale par la faune du sol
(biomasse, densité, diversité)
82 parcelles expérimentales de 400 m 2 chacune
Conditions climatiques et édaphiques similaires
Combinaisons de 1, 2, 4, 8, 16, ou 60 espèces végétales
Représente 1, 2, 3, ou 4 groupes fonctionnels :
1. Légumineuses
2. Graminées
3. Petites herbacées
4. Grandes herbacées
Eisenhauer et al. (2011)
Résultats : l’hypothèse de linéarité estelle vérifiée?
 Malgré un retard temporel, la biomasse de microorganisme du sol
augmente avec la diversité végétale : linéairement ou pas?
Êtes-vous convaincus
par cette représentation?
Eisenhauer et al. (2011)
Attention à la lecture des graphiques
Eisenhauer et al. (2011)
Résultats : la diversité spécifique est-elle
plus importante?
Eisenhauer et al. (2011)
Limites de l’approche expérimentale
 Echelles spatiales et temporelles non représentatives des conditions
naturelles
 Les règles d’assemblages des communautés en système naturel ne
sont pas reproduites
 L’effet de la manipulation de la biodiversité n’est étudié que sur une ou
quelques fonctions assurées par l’écosystème en question
 Non prise en compte de l’effet de la variabilité du mileu (conditions
abiotiques stables)
Besoins en matière de recherche
 Tester en « conditions naturelles » et sur le « long terme » les
hypothèses testées jusque là de manière expérimentale
 Etendre ce type d’étude à d’autres écosystèmes que les écosystèmes
prairiaux (forestier, aquatique, marin, etc.)
 Intégrer plusieurs niveaux trophiques ainsi que l’ensemble des
fonctions assurées au sein de l’écosystème étudié
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