À mesure que la fréquence et la gravité des inondations augmentent, comment les prairies gérées résistent-elles à la tempête? Pouvons-nous utiliser les traits ou les «stratégies» des plantes qui composent ces prairies pour prédire leur résilience? Natalie Oram et ses collègues abordent cette question dans leur nouvel article du Journal of Applied Ecology. Ici, ils discutent davantage de leur travail.
Pour faire court: dans des conditions d'inondation, les communautés végétales conservatrices de ressources sont plus résistantes que les communautés acquéreuses de ressources; mieux résister et se remettre des inondations. Cependant, nous n'avons pas pu prédire la résistance ou le rétablissement de la communauté en fonction de la stratégie d'acquisition des ressources de la communauté végétale dans des conditions non inondées.
Notre article a un papier sœur: Les émissions de gaz à effet de serre induites par les inondations peuvent-elles être atténuées par le choix d'espèces végétales basées sur les caractères?Ces deux articles ont des points focaux différents mais rapportent la même expérience en serre. Si vous souhaitez avoir un aperçu des coulisses de l'expérience en serre rapportée dans ces deux articles, regardez cette vidéo:
Les communautés végétales des prairies varient-elles dans leur résistance aux inondations et est-ce lié à leur stratégie d'acquisition de ressources?
Nous étions curieux et voulions des réponses, alors nous nous sommes dirigés vers la serre. Mais d'abord fait un arrêt rapide sur le terrain. Environ 18 mois avant cette étincelle de curiosité, Diego Abalos et ses collègues du Soil Biology Group de l'Université de Wageningen avaient mis en place une expérience sur le terrain pour tester comment différentes communautés de prairies gérées de manière intensive médiaient le cycle de l'azote. Ils ont choisi quatre espèces végétales (Lolium perenne, Festuca arundinacea, Poa trivialis et Trifolium repens) et les ont cultivées en monocultures et dans toutes les combinaisons de deux et quatre espèces. Nous avons pensé que ce serait formidable de prendre des monolithes intacts de cette expérience sur le terrain, et grâce aux connaissances et à l'expertise de la Wageningen Unifarm (ainsi qu'à leur impressionnante rétrocaveuse), nous avons pu!
John s'approche avec la bête, Julia et Evert-Jan prenant des monolithes, Dina et moi obtenant le monolithe dans son cadre et placé
Nous avons collecté deux monolithes dans chacune des parcelles de terrain de Diego (110 monolithes au total) et les avons emmenés à la serre pour une expérience en serre de quatre mois. Nous avons exposé un monolithe de chaque parcelle de terrain à un traitement d'inondation répété. Le monolithe apparié de la même parcelle de terrain a été maintenu à une capacité de rétention d'eau de 60% tout au long de l'expérience pour servir de contrôle / ligne de base. Nous avons considéré deux composantes de la résilience: la résistance – comment une communauté végétale résiste aux inondations et à la récupération – comment une communauté végétale revient à la ligne de base (le monolithe de contrôle sœur, dans notre cas) une fois l'inondation terminée.
Figure conceptuelle de la réponse de la communauté végétale aux inondations, adaptée de Bahn et Ingrisch, 2018: https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(18)30143-5
Nous avons considéré la biomasse aérienne (le poids sec des feuilles et des pousses) comme indicateur de résistance et de récupération. Physiologiquement, c'est une bonne mesure car c'est une mesure intégrative du stress des plantes et de l'absorption des nutriments. L'inconvénient est qu'il est partiellement destructeur – limitant le nombre de points de temps que nous pouvons mesurer. Par conséquent, dans cette étude, nous avons quantifié la résistance directement après les inondations et la récupération après cinq semaines. Des mesures non destructives pour comprendre quand une communauté revient au niveau de référence (c'est-à-dire son taux de récupération) donneront une image plus complète de la résilience. Quelque chose sur notre liste de choses à faire pour de futures recherches!
Monolithes installés en serre, monocultures de Trifolium repens et Lolium perenne face à l'inondation
Nous avons mesuré les caractéristiques des feuilles et des racines et nous les avons utilisées pour caractériser la stratégie d'acquisition des ressources de la communauté végétale, sur la base des cadres du spectre économique des feuilles et des racines. Ces suites de traits co-varient le long d'un spectre allant de l'acquisition de ressources (c.-à-d. Le mantra «vivre vite et mourir jeune»: croître rapidement, produire des tissus minces riches en azote) ou de conservation des ressources (c.-à-d. école de pensée raciale: croissance plus lente et construction de tissus plus durables et pauvres en azote). Nous avons ensuite lié la stratégie d'acquisition de ressources de chaque communauté à sa résistance et à sa récupération face aux inondations répétées.
Lisette échantillonne les feuilles pour mesurer leurs traits, Veronica et Sigrid mesurant le poids saturé des feuilles et la surface foliaire, Diego et Veronica lavant les racines pour les mesures des traits racinaires.
Nous avons constaté que, dans des conditions d'inondation, les communautés végétales conservatrices étaient plus résistantes et se rétablissaient mieux des deux événements d'inondation que les communautés acquisitives. Cependant, la stratégie « inhérente '' d'une communauté (mesurée dans le monolithe de référence / contrôle « sœur '' maintenu dans des conditions de précipitations ambiantes) n'était pas liée à la résistance aux inondations ou à la récupération. Cela signifie que le renouvellement des espèces (un changement dans l'abondance relative des espèces dans une communauté) ou une variation intraspécifique (un changement dans les traits des espèces) fait changer les traits dans les conditions inondées. Nous avons constaté que les changements dans la stratégie des ressources communautaires en raison du renouvellement des espèces n'étaient pas liés à la résistance ou au rétablissement, mais que les changements dus à la variation intraspécifique étaient liés à la résistance et au rétablissement à la deuxième inondation.
Ainsi, la stratégie d'une communauté végétale peut être liée à sa résistance aux inondations et à son rétablissement, mais cela ne peut pas être prévu en fonction de sa stratégie dans les conditions ambiantes. Nous montrons, comme les études avant nous sur les gradients hydrologiques ou d'élévation, que la variation des traits intraspécifiques joue un rôle important dans l'explication des changements de traits au niveau communautaire. Ces changements peuvent aider à expliquer la réponse d'une communauté végétale aux inondations.
Lisez l'article complet en libre accès, Résilience des communautés végétales aux inondations dans les prairies gérées de manière intensive et rôle du spectre économique des plantes, dans Journal of Applied Ecology.
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Cet article a été rédigé par Journal of Applied Ecology et traduit par Touteslesgourdes.com. Les produits sont sélectionnés de manière indépendante. Touteslesgourdes.com perçoit une rémunération de nos lecteurs procède à l'achat en ligne d'un produit mis en avant.