Les multiples facettes de la biodiversité déterminent la relation de stabilité de la diversité

Cet article s’inscrit dans un contexte où la biodiversité est perçue comme stabilisatrice de l’écosystème de prairies au cours du temps. Pour vérifier cette hypothèse, les écosystèmes de prairies d’Amérique du Nord et d’Europe ont fait l’objet d’une étude.
Ainsi, l’objectif de cet article est d’étudier les quatre principaux facteurs biologiques susceptibles d’influencer la relation biodiversité – stabilité de l’écosystème (i.e. invariabilité de ce dernier au cours du temps) mais également d’évaluer la manière d’opérer de façon concurrentielle, l’importance relative et les interactions que ces facteurs peuvent avoir entre eux. Ces quatre facteurs sont la composition fonctionnelle, la variation des stratégies végétales (rapides ou lentes), la diversité phylogénétique et la richesse spécifique des espèces végétales. Outre ces facteurs biotiques, l’influence des facteurs abiotiques tels que les conditions environnementales sont aussi testées à travers l’indice de disponibilité en eau.

Cette étude recense les données de 39 expériences menées sur les prairies d’Amérique du Nord et de l’Europe, sur au moins 3 années consécutives.
Pour chacune des parcelles, la stabilité de l’écosystème a été qualifiée comme étant la stabilité temporelle (invariabilité), soit la biomasse moyenne divisée par la déviation standard temporelle (μ / σ). Par la suite, les facteurs annoncés comme étant capable d’impacter la relation diversité – stabilité de l’écosystème ont été évalués : la composition fonctionnelle, la variation des stratégies végétales (rapides ou lentes – définis selon quatre caractères foliaires), la diversité phylogénétique et la richesse spécifique des espèces végétales. La synchronie des espèces a également été quantifiée.
Les effets directs et indirects de ces facteurs sur la relation étudiée ont été testés avec des modèles d’équations structurelles (SEM). Les SEM permettent aussi de contrôler la covariation entre les différentes facettes de la biodiversité.

Plusieurs corrélations positives ont pu être mises en évidence entre la stabilité, l’asynchronie et certaines facettes de la biodiversité. Ces relations ont été étudiées plus en détail grâce aux SEM, mettant ainsi en évidence le rôle clé de l’asynchronie dans la médiation de la relation biodiversité – stabilité. Cette asynchronie est modulée par un certain nombre de facteurs biologiques. Ainsi, la plupart des effets de chacun des facteurs étudiés influencent indirectement la stabilité de l’écosystème en modifiant l’asynchronie.
La richesse spécifique puis, dans une moindre mesure, la diversité phylogénétique, impacteraient positivement la relation étudiée via leur modulation de l’asynchronie. Les traits rapides-lents d’une communauté auraient des effets négatifs directs sur la stabilité de l’écosystème, mais cela dépendrait de la durée d’étude. Enfin, la disponibilité en eau aurait un effet positif direct sur la stabilité écosystémique sans effets significatifs sur l’asynchronie.

La grande majorité de leurs expériences ont collecté des données sur moins de 4 ans. Même si leurs tests statistiques énoncent que la durée de l’expérience n’impacte pas les résultats, ces données ne reflètent peut-être pas pleinement les variations de l’écosystème telles qu’elles peuvent l’être pendant une étude sur 10 ans ou mieux, sur 30 ans, qui est une durée d’étude moyenne plus réaliste pour prendre en compte les changements de conditions environnementales par exemple.
Le nombre conséquent d’expériences contenues dans l’étude entraîne peut-être trop de variabilité entre les réplicas et entre les sites d’étude. L’environnement semble être distinct sur plusieurs réplicas alors que l’on sait qu’il peut être déterminant dans la gestion de la diversité, de la productivité, mais influence également la capacité de la diversité à stabiliser les écosystèmes en modifiant les mécanismes régulant la diversité, comme l'asynchronie. Ce facteur peut donc être considéré comme limitant.

Le caractère novateur de cet article est d’étudier les facteurs annoncés comme étant capable d’impacter la relation diversité – stabilité de l’écosystème mais également d’évaluer leur manière d’opérer de façon concurrentielle, leur importance relative et les interactions qu’ils peuvent avoir entre eux.
Ainsi, cet article confirme le rôle prépondérant de l’asynchronie dans la stabilité d’un écosystème. Il confirme également l’importance d’une richesse spécifique ou phylogénétique, soit d’une biodiversité élevée, dans une communauté. Néanmoins, en cherchant à comprendre les mécanismes sous-jacent à cette relation, les auteurs réussissent à quantifier l’impact de ces différents facteurs sur l’asynchronie.
Ces recherches questionnent aussi sur le rôle des facteurs abiotiques et plus globalement, sur le rôle d’autres traits (stratégies d’enracinement, propriétés phénologiques…) plus difficilement calculables, impactant la résilience et la résistance, à influencer la stabilité d’un écosystème.

Une des rigueurs salutaire de cet article est par exemple, de réaliser leurs expériences dans deux types d’écosystèmes (c’est-à-dire avec ou sans détriments) et d’observer un potentiel changement dans les résultats issus de ces écosystèmes.