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Changements dans la diversité des plantes arctiques face au changement climatique

Comment le changement climatique transforme les communautés de plantes dans la tundra fennoscandienne.

Tuija Maliniemi, Petteri Kiilunen, Kari Anne Bråthen, Jutta Kapfer, Torunn Bockelie Rosendal, John-Arvid Grytnes, Patrick Saccone, Risto Virtanen

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Les régions arctiques et boréales, c’est un peu comme les canaris dans la mine de charbon quand on parle de changement climatique. Avec la température qui grimpe, les plantes de ces zones doivent faire face à de nouveaux défis qui peuvent changer leurs communautés pour toujours. Ce rapport examine comment la Diversité des plantes évolue dans les toundras et landes de Fennoscandie, en se concentrant sur ce que cela signifie pour les écosystèmes locaux.

Qu'est-ce que la diversité des plantes ?

La diversité des plantes se réfère à la variété de plantes dans une zone donnée. Ça inclut le nombre d'espèces différentes (richesse) et comment les individus de ces espèces sont répartis (équilibre). Une haute diversité signifie qu'il y a beaucoup d'espèces différentes et bien équilibrées, tandis qu'une faible diversité peut signifier que quelques espèces dominent le paysage.

Pourquoi la diversité des plantes est-elle importante ?

Les communautés végétales diversifiées sont importantes parce qu'elles offrent une gamme de services qui bénéficient à l'environnement et aux autres organismes vivants. Des écosystèmes sains fournissent de la nourriture, de l'air pur et de l'eau propre. Ils aident aussi au stockage de carbone et à la formation du sol. Avec le changement climatique qui bouscule ces communautés végétales, comprendre les impacts est essentiel pour garder nos écosystèmes en bonne santé.

La zone d'étude

On se concentre sur la toundra de Fennoscandie et les landes oligotrophes, qui s'étendent dans le nord de la Finlande, de la Suède et de la Norvège. Cette région est connue pour ses paysages magnifiques dominés par des plantes robustes capables de survivre à des hivers rigoureux et de courtes saisons de croissance. Ici, les communautés végétales sont sous pression à cause des températures qui montent et des changements de météo.

Les effets du changement climatique

Le changement climatique, c'est un peu comme un mauvais invité qui déplace tes meubles. Dans la toundra, des températures plus chaudes affectent la couverture neigeuse et la durée de la saison de croissance. Les plantes qui prospéraient dans certaines conditions se retrouvent en compétition pour survivre avec de nouvelles arrivantes qui s'adaptent mieux à l'environnement transformé.

Homogénéisation des communautés végétales

Un des grands trends qu'on a observés ces dernières années, c’est l'homogénéisation des communautés végétales, ce qui signifie que différentes zones deviennent de plus en plus similaires. Imagine si tous les restos de ta ville commençaient à servir le même plat ; les saveurs uniques de chaque endroit disparaîtraient. Dans les communautés de plantes, cette homogénéisation mène souvent à la domination de quelques espèces pendant que d'autres déclinent.

Qui prend le contrôle ?

L'espèce de plante Empetrum nigrum, qu'on appelle communément la myrtille des marais, a de plus en plus d'ampleur dans la toundra. Pense à E. nigrum comme à ce pote qui débarque toujours sans être invité à tes soirées. En prenant le dessus, d'autres espèces, comme divers lichens et plantes vasculaires, peinent à trouver leur place.

Et les autres plantes ?

Alors que les études se sont concentrées sur les plantes vasculaires, il y a un nombre significatif de plantes non vasculaires comme les mousses et les lichens qui jouent aussi des rôles cruciaux dans l'écosystème. Ces plantes sont un peu les héros méconnus du monde végétal, aidant au cycle des nutriments et à la stabilisation des sols, mais on ne les a pas étudiées de près.

L'importance des bryophytes et des lichens

Les bryophytes (mousses) et les lichens sont essentiels pour la diversité des plantes. Ils aident à la formation du sol et offrent un habitat pour les petits animaux. Cependant, avec l'expansion d'E. nigrum, ces espèces importantes font face à des défis. Leur déclin peut déséquilibrer l'ensemble de l'écosystème et réduire les services fournis.

Observer les changements au fil du temps

Des scientifiques ont réalisé des enquêtes répétées dans ces régions pendant de nombreuses décennies. En vérifiant les mêmes parcelles de terre, les chercheurs ont pu voir comment les communautés végétales ont changé. Ces observations répétées sont cruciales pour comprendre les tendances à long terme, surtout face au changement climatique rapide.

Analyser les données

Les chercheurs ont utilisé des modèles statistiques pour évaluer les changements dans les communautés végétales à partir de données collectées sur plusieurs sites. Ils ont mesuré la diversité alpha (richesse et équilibre) et la diversité bêta (les différences entre les communautés). Ils voulaient savoir si les communautés végétales devenaient plus semblables ou plus différentes avec le temps.

Conclusions sur la diversité bêta

Les résultats ont montré que la diversité bêta était en déclin dans la zone d'étude. Cela signifie que des parcelles de terre qui avaient autrefois des communautés végétales uniques deviennent maintenant plus similaires. En gros, le goût local est remplacé par une approche standardisée de la végétation.

Le rôle des conditions environnementales

Ce n’est pas juste un grand n'importe quoi ; les conditions environnementales sont clés pour déterminer quelles plantes prospèrent. Des facteurs comme l'humidité et l'altitude peuvent grandement influencer les types de plantes. Différentes zones ont été classées selon ces gradients environnementaux, aidant les chercheurs à voir comment les conditions locales affectent les changements dans la diversité des plantes.

Domination de certaines espèces

Avec la montée d'E. nigrum, la richesse des autres espèces a tendance à décliner. Cette augmentation d'une seule espèce peut mener à une diversité globale réduite et à une diminution du nombre de fonctions que les écosystèmes peuvent soutenir. C'est comme transformer une peinture vibrante et colorée en un croquis monochrome.

L'impact sur les Fonctions de l'écosystème

Le déclin de la diversité des plantes et la domination de quelques espèces ont des implications qui vont au-delà de l'esthétique. Les fonctions des écosystèmes, comme le cycle des nutriments et la fourniture d'habitats, souffrent quand la diversité diminue. Une communauté végétale moins diverse est moins résiliente aux perturbations, y compris celles causées par le changement climatique ou l'influence humaine.

Tendances à long terme

Les enquêtes à long terme ont montré que certaines espèces s'adaptent ou se déplacent, tandis que d'autres déclinent ou deviennent régionalement éteintes. Ces évolutions soulignent les défis qui se poursuivront à mesure que les conditions environnementales changent. L'équilibre des communautés de plantes est délicat et les tendances actuelles indiquent un chemin préoccupant vers une homogénéisation accrue.

Changements spécifiques aux espèces

Toutes les espèces ne sont pas affectées de la même manière par ces changements. Pendant qu'E. nigrum prospère, d'autres espèces, y compris des lichens et certaines plantes vasculaires, connaissent des déclins. Surveiller ces changements au niveau des espèces peut donner des indices sur la résilience qui varie entre les différents types de plantes.

L'avenir de la diversité des plantes

En regardant vers l'avenir, continuer à surveiller les communautés végétales est essentiel. Les changements dans la diversité des plantes peuvent fournir des avertissements précurseurs sur la santé des écosystèmes. Comprendre ces tendances aide à créer des stratégies de gestion pour préserver les habitats uniques et les services qu'ils offrent.

Conclusion

En résumé, les communautés végétales dans les toundras et landes de Fennoscandie subissent des changements significatifs à cause des impacts climatiques. La domination croissante d'espèces comme E. nigrum mène à une homogénéisation, affectant la Biodiversité et les fonctions essentielles que les écosystèmes offrent. La recherche et la surveillance continues sont vitales pour protéger ces régions uniques et leur diversité végétale. L'avenir de ces magnifiques paysages est en jeu, alors espérons que les plantes réussissent à tenir bon et à prospérer, malgré les obstacles contre lesquels elles luttent.

Source originale

Titre: Long-term homogenization of vascular plant and lichen communities across Fennoscandian heathlands and tundra is connected to the expansion of an allelopathic dwarf shrub

Résumé: Boreal and tundra plant communities are expected to change in biodiversity due to increasing global change pressures such as climate warming. One long-term scenario is increasing compositional similarity, i.e., biotic homogenization, which has been relatively little studied in high-latitude plant communities. Here, we study how the composition and diversity of heathland and tundra plant communities have changed in northern Fennoscandia over several decades. In 2013-2023, we resurveyed 275 historic vegetation plots, originally surveyed in 1964-1975, with percentage covers for vascular plant, bryophyte and lichen species. We analyzed temporal changes in community composition and diversity across the study area and in different habitat types, biogeographic zones, and along the continentality-humidity gradient. We found a strong trend across the study area, with plant communities becoming more similar in composition over the decades. The observed homogenization was associated with compositional changes in vascular plant and lichen communities, and in particular with the encroachment of the evergreen dwarf shrub Empetrum nigrum. In comparison to vascular plants and lichens, the diversity of bryophytes generally remained more stable over time. Our findings suggest that Fennoscandian heathland and tundra vegetation is transforming towards a more homogenous evergreen dwarf shrub dominated system, which may threaten ecosystem multifunctionality. Our results highlight the importance of exploring biodiversity among different metrics and growth forms to understand the overall changes in heathland and tundra biodiversity.

Auteurs: Tuija Maliniemi, Petteri Kiilunen, Kari Anne Bråthen, Jutta Kapfer, Torunn Bockelie Rosendal, John-Arvid Grytnes, Patrick Saccone, Risto Virtanen

Dernière mise à jour: Dec 28, 2024

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.630519

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.630519.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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