Les groupements de plantes dans les zones arides soutiennent la résilience des écosystèmes

Les zones arides représentent 40 pour cent de la masse continentale de la Terre et sont des endroits où l'eau constitue la ressource limitante pour la vie. Ils présentent souvent un regroupement caractéristique de végétation entouré de sol nu – des motifs faciles à repérer sur les images aériennes. La nouvelle étude, dirigée par Sonia Kéfi, professeure externe au SFI et chercheuse au CNRS en France, révèle que non seulement ces modèles spatiaux sont causés par les conditions environnementales stressantes des zones arides, mais qu'ils constituent également une adaptation essentielle qui permet aux zones arides de fonctionner. dans des conditions changeantes. Lorsqu’un écosystème de zone aride se dégrade, les schémas spatiaux disparaissent.

“Beaucoup de gens pensent que les écosystèmes “intéressants” sont des endroits comme l'Amazonie et que les zones arides sont pauvres d'une manière ou d'une autre”, explique le professeur externe SFI Ricard Solé (Université Pompeu Fabra), co-auteur de l'article. “Mais ils peuvent être très riches. Ils sont responsables de la gestion de la rétention ou non de l'eau dans ces habitats et sont importants pour les échanges de CO2.” Au-delà de leur importance écologique, les zones arides abritent également un tiers de la population humaine mondiale, ce qui les rend importantes sur les plans économique et culturel.

Dans les écosystèmes sains des zones arides, les îlots de végétation créent des oasis où les conditions sont un peu meilleures que le reste du paysage. Il y a plus d'eau, plus de nutriments et plus d'ombre. Si le climat d’un écosystème devient plus sec, ces groupes ont tendance à s’éloigner les uns des autres.

Et cela, estime Kéfi, est une arme à double tranchant. Tout en améliorant les conditions locales, ces grappes créent également des espaces sans végétation – des endroits difficiles où une seule plante ne pourrait pas survivre seule. Si les conditions deviennent trop difficiles, l’écosystème peut atteindre un point de basculement vers la désertification.

Kéfi et ses collègues se sont demandés si les images aériennes et leurs preuves de changements dans les configurations spatiales pouvaient elles-mêmes indiquer l'état de santé ou le niveau de dégradation d'une parcelle de terrain donnée.

“En théorie, nous pourrions dire quelque chose sur l'écosystème depuis le ciel – c'est ce que prédisent les modèles, en termes très généraux”, explique Kéfi. Pour tester cela, l’équipe a associé des images aériennes à des données sur le sol et la végétation recueillies auprès de 115 écosystèmes de zones arides dans 13 pays différents. “Ces données sur le terrain nous montrent où un écosystème est en meilleure santé ou fonctionne mieux que d'autres.” En utilisant les deux types de données, l’équipe a pu tester les prédictions du modèle par rapport aux observations du monde réel.

“Nos résultats représentent une avancée significative dans le développement d'outils pour la gestion et la préservation des écosystèmes des zones arides dans un monde plus chaud et plus sec”, explique Kéfi. “Plus précisément, les changements dans les schémas spatiaux de la végétation (ou leur absence) pourraient être utilisés comme indicateurs de dégradation.”

Selon Solé, l'étude offre, pour la première fois, une véritable validation du fait que le modèle prédit correctement la dynamique non linéaire de ce qui s'est déroulé dans les écosystèmes des zones arides. “La beauté de ce travail est qu'il révèle quelque chose qui va au-delà du problème de formation de modèles. Vous pouvez parler de la santé des écosystèmes d'une manière qui n'est pas métaphorique, et cela ouvre de nouvelles questions intéressantes sur la manière d'aborder l'avenir de ces écosystèmes.” il dit.

Les auteurs espèrent que leurs travaux permettront de repérer plus facilement les systèmes dégradants qui pourraient approcher d’un point de basculement. Et comme la configuration de la végétation semble également jouer un rôle clé dans d’autres systèmes naturels, tels que les communautés microbiennes ou les zones humides côtières, leurs résultats pourraient avoir des implications pour les systèmes situés au-delà des zones arides.