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Projet H2020 DRYFUN : Relier la diversité fonctionnelle des plantes à la multifonctionnalité des écosystèmes dans les systèmes arides du monde entier

  • Taper Projet
  • Statut Rempli
  • Exécution 2015 -2017
  • Budget alloué 170.121,6 €
  • Portée Europeo
  • Communauté autonome Madrid, Comunidad de
  • Principale source de financement Horizon 2020
  • Site Web du projet https://doi.org/10.3030/656035
Description

Les données collectées à partir du protocole standardisé fourniront des informations importantes sur le rôle de la diversité fonctionnelle dans la multifonctionnalité des écosystèmes dans les zones arides du monde et amélioreront la prévisibilité des conséquences du changement environnemental mondial sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes.

Les résultats en cours et récemment publiés des objectifs (ii) et (iii) sont particulièrement pertinents pour intégrer la diversité fonctionnelle dans les recommandations de gestion, notamment en fournissant des cibles et des lignes directrices pour le développement d'une écologie quantitative et prédictive. Les résultats de l'objectif (iii) peuvent être :

  1. Utiliser l’écologie de restauration et la conservation basées sur les traits pour atténuer l’impact des facteurs mondiaux de changement sur la multifonctionnalité.
  2. Fournir un moyen d’inclure l’effet de la biodiversité et de ses mécanismes sous-jacents sur les cycles CNP dans les modèles de végétation mondiaux.
Description des activités

« Le candidat a réalisé avec succès les étapes et les livrables suivants :

  1. Conformément au plan de travail (étape 1), le candidat a établi avec succès un protocole détaillé et standardisé pour les mesures de caractères. Le protocole du projet DRYFUN a été directement rattaché au consortium BIODESERT (subvention de confirmation ERC dirigée par F.T. Maestre) et constitue l'une des missions principales de BIODESERT. Le candidat siège aux comités de pilotage et de publication. Le protocole a été transmis aux groupes de recherche des 29 pays participant au projet BIODESERT.
  2. Le candidat a évalué l'importance des conditions climatiques et pédologiques dans la diversité fonctionnelle des zones arides. Ce travail répond à l'objectif (i) du projet DRYFUN (étape 7). Il a été accepté dans le Journal of Ecology (IF : 5.52).
  3. Le candidat participe à un projet visant à évaluer l'effet des interactions indirectes sur la diversité fonctionnelle des plantes dans les zones arides du monde. Ce travail répondra à l'objectif (i) du projet DRYFUN (étape 7). Il a été soumis au Journal of Ecology (IF : 5.52).
  4. Le candidat a utilisé les données de diversité fonctionnelle existantes du projet BIOCOM. Il a évalué l'importance de la diversité fonctionnelle au sein des espèces des zones arides et leur réponse aux processus abiotiques. Ce travail répond à l'objectif (ii) du projet DRYFUN (étape 8). Il a été accepté dans le Journal of Ecology (IF : 5.52).
  5. Le candidat a évalué l'impact de la diversité fonctionnelle sur de multiples fonctions écosystémiques dans les zones arides du monde. Ce travail répond à l'objectif (iii) du projet DRYFUN (étape 10). Il a été accepté dans Nature Ecology and Evolution (qui fait partie du groupe Nature).
  6. Le candidat a participé à un projet visant à évaluer l'effet de la diversité fonctionnelle des plantes et des champignons du sol sur la fertilité des zones arides du monde. Ce travail répond à l'objectif (iii) du projet DRYFUN (étape 10). Il a été accepté dans le Journal of Ecology (IF : 5.52).
  7. Le candidat a évalué l'effet de facteurs écologiques et biogéographiques sur la structure phylogénétique des communautés végétales de la région aride du Transhimalayen. Ce travail répond à l'objectif (iv) du projet DRYFUN (étape 11). Il vient d'être accepté dans la catégorie « Perspective in Plant Ecology, Evolution and Systematics » (IF : 3.12).
  8. Le candidat évalue actuellement l'impact de la diversité taxonomique, fonctionnelle et phylogénétique sur le fonctionnement des écosystèmes des zones arides de la planète. Ce travail est en cours et répondra à l'objectif (iv) du projet DRYFUN (étape 11). Il sera soumis au PNAS.
  9. Le candidat a également participé à deux projets parallèles. Le premier visait à fournir des lignes directrices pour le calcul et l'utilisation des données de caractéristiques afin de mesurer avec précision la diversité fonctionnelle de multiples organismes. Le second visait à tester les processus impliqués dans l'assemblage des prairies en évaluant l'occupation des niches à l'aide de caractéristiques fonctionnelles végétales. Ces deux projets ont été acceptés par PlosOne (IF : 3,06) et le Journal of Ecology (IF : 5,52).
  10. Le candidat a participé à trois conférences internationales. En 2016, il a participé à la conférence Ecosummit, où il a été invité à présider la session « Écologie des terres arides », à la conférence SFE en 2016 et à la réunion MEDECOS en 2017. Ces projets répondent aux jalons 5 et 9.
  11. Le demandeur a facilité la diffusion : un site web qui servira de base de données pour le nouvel ensemble mondial de caractéristiques des zones arides, et un communiqué de presse sur les sites web publics de l'INRA et du CNRS. Toutes les données utilisées sont publiées dans le référentiel public Figshare.
Description contextuelle

La relation entre la diversité fonctionnelle des plantes et le fonctionnement des écosystèmes a fait l'objet de vifs débats, et des recherches antérieures ont démontré les effets directs de la structure fonctionnelle des communautés sur les processus écosystémiques. Cependant, les études antérieures n'ont pas pris en compte les effets indirects liés aux changements dans les interactions biotiques, ce qui constitue un défi émergent et crucial pour les écologistes des communautés et des écosystèmes. Le projet DRYFUN vise à évaluer les effets ultimes des interactions biotiques sur les processus écosystémiques dans les zones arides du monde en associant une approche multi-traits à une base de données d'observation de 123 sites répartis sur tous les continents, à l'exception de l'Antarctique.

Ses principaux objectifs sont : (i) tester l’importance des processus abiotiques et biotiques pour la structure des communautés dans les zones arides du monde, (ii) évaluer l’importance de la variabilité des traits au sein des espèces et entre elles pour la diversité fonctionnelle, (iii) évaluer l’impact direct et indirect de la diversité fonctionnelle des zones arides sur la multifonctionnalité des écosystèmes (c’est-à-dire la fourniture de plusieurs processus écosystémiques simultanément ; multifonctionnalité ci-après) à plusieurs échelles spatiales, et (iv) explorer l’importance des diversités taxonomiques, fonctionnelles et phylogénétiques sur la multifonctionnalité.

Le projet DRYFUN offre une occasion unique de tester l'impact universel de la diversité fonctionnelle sur le fonctionnement des écosystèmes des zones arides et de fournir des données pour l'élaboration de stratégies pertinentes de gestion et de restauration des zones arides. Mes résultats soulignent l'importance de la diversité végétale pour le fonctionnement des zones arides du monde. Ce résultat fondamental pourrait avoir des implications importantes pour l'homme dans le contexte du changement environnemental global.

Mes résultats reposent sur la capacité de la diversité végétale à maintenir un niveau élevé de fonctionnement écosystémique (c'est-à-dire à optimiser le fonctionnement global) des écosystèmes fortement menacés par la désertification. De plus, ces résultats peuvent servir à évaluer les conséquences fonctionnelles de la perte de biodiversité dans les écosystèmes des zones arides, à tester la priorisation de la diversité par rapport à des fonctions écosystémiques spécifiques et à orienter les efforts de gestion visant à maintenir les services écosystémiques clés liés à la productivité et à la fertilité des sols.

Résultats

Les zones arides représentent 45 % de la surface terrestre. La lutte contre la dégradation des terres et la désertification est devenue une priorité dans ces régions, et les caractéristiques de la végétation devraient jouer un rôle crucial à cet égard. Cependant, pour mettre en œuvre des contre-mesures efficaces, les acteurs doivent comprendre tous les facteurs en jeu. Comme l'explique le Dr Fernando Maestre, coordinateur du projet DRYFUN pour l'Université Rey Juan Carlos, les interactions biotiques constituent une lacune majeure dans notre compréhension actuelle du fonctionnement de l'environnement des zones arides. « Les interactions entre espèces, telles que la compétition pour les ressources et les mutualismes, déterminent en grande partie les attributs clés des écosystèmes naturels, tels que le nombre d'espèces, la diversité de leurs gènes et leurs attributs fonctionnels. Malgré leur importance reconnue, très peu d'études ont tenté d'évaluer l'influence des interactions biotiques sur le fonctionnement des écosystèmes naturels, en particulier dans les zones arides. »

Français Le problème était essentiellement un manque de données adéquates, un problème récemment abordé par le projet BIOCOM financé par l'ERC. De 2006 à 2013, le consortium BIOCOM a recueilli des informations détaillées sur les facteurs abiotiques, la structure et le fonctionnement de 236 écosystèmes de zones arides de tous les continents sauf l'Antarctique, ce qui en fait la première étude standardisée de ce type. Un modèle mathématique du fonctionnement des zones arides Avec DRYFUN, le Dr Maestre et son équipe ont combiné les résultats de BIOCOM avec des données qu'ils ont collectées ou provenant de bases de données sur les attributs fonctionnels clés des espèces végétales, tels que la hauteur des plantes et les caractéristiques des feuilles - une tâche dirigée par Yoann Le Bagousse-Pinguet, chercheur postdoctoral dirigeant DRYFUN, et Nicolas Gross, chercheur à l'INRA qui travaille dans le laboratoire du Dr Maestre depuis deux ans. Ces données ont été analysées à l'aide d'outils statistiques couramment utilisés dans des domaines tels que l'astrophysique et la macroéconomie, mais qui n'avaient jamais été appliqués à l'écologie. « Nous avons trouvé une relation mathématique entre les principales tendances dans la distribution des attributs fonctionnels des plantes (traits) qui ne peuvent pas être expliquées par le hasard.

« Cette relation a prédit qu'une diversité de traits étonnamment élevée au sein des communautés végétales des zones arides était associée à une maximisation locale de la fourniture de multiples fonctions liées à la productivité végétale et au cycle des nutriments (multifonctionnel) », explique le Dr Maestre. « La relation mathématique identifiée dans notre projet est également importante, car elle peut être utilisée pour quantifier la diversité de traits requise pour maximiser la multifonctionnalité à l'échelle locale. » Plus précisément, les résultats de DRYFUN indiquent que la distribution des traits peut être utilisée pour prédire les conséquences fonctionnelles de la perte de biodiversité dans les écosystèmes terrestres.

À ce titre, ils peuvent orienter les efforts de gestion visant à maintenir les services écosystémiques clés liés à la productivité et à la fertilité des sols. La base de données et les méthodologies statistiques développées dans le cadre de DRYFUN sont actuellement utilisées dans le cadre du projet BIODESERT, financé par le Conseil européen de la recherche (CER). Ce projet, qui se déroulera jusqu'en décembre 2020, vise à améliorer la compréhension scientifique du fonctionnement et de la résilience des zones arides aux principaux facteurs de désertification.

Coordonnateurs
  • UNIVERSIDAD REY JUAN CARLOS