Un marais salé mourant suite à la sécheresse extrême de 2011 en Chine. Les plantes à l'intérieur d'une cage d'exclusion de crabes ont réussi à survivre, mais d'autres ont disparu, transformer les marais autrefois luxuriants en un plat de sel nu. Crédit :Qiang He
sécheresses extrêmes, intensifié par le réchauffement climatique, provoquent de plus en plus l'effondrement des écosystèmes dans de nombreuses régions du monde. Mais les modèles utilisés par les scientifiques pour prédire les points de basculement auxquels le stress hydrique conduit à l'effondrement de l'écosystème se sont avérés peu fiables et trop optimistes.
Une nouvelle étude menée par des scientifiques de l'Université Duke et de l'Université normale de Pékin pourrait expliquer pourquoi.
Les chercheurs ont découvert que ces points de basculement peuvent se produire beaucoup plus tôt que les modèles actuels ne le prévoient en raison des pressions supplémentaires exercées sur les plantes affaiblies par la sécheresse par les animaux au pâturage et les agents pathogènes fongiques.
"Notre travail fournit la première preuve expérimentale réelle que ces ennemis naturels des plantes peuvent jouer un rôle dramatique dans l'abaissement du point de basculement des écosystèmes en tuant la végétation affaiblie par la sécheresse et en empêchant les plantes de se rétablir, " a déclaré Brian R. Silliman, Rachel Carson Professeur agrégé de biologie de la conservation marine à la Duke's Nicholas School of the Environment.
Les écologistes savent depuis longtemps que la sécheresse peut stimuler ce type d'attaque sur les plantes, il a dit, mais ils l'ont surtout écarté comme un stress secondaire et non comme une cause principale de l'effondrement de l'écosystème.
"Ce que nous avons trouvé, c'est le contraire, " a déclaré Silliman. " Les brouteurs ont un fort effet cumulatif. Cela signifie que ces écosystèmes sont beaucoup plus vulnérables à la sécheresse que ne le prévoient les modèles actuels. Avec les brouteurs présents, ils peuvent gérer beaucoup moins le stress de la sécheresse. "
L'équipe a publié ses conclusions le 6 janvier dans la revue à comité de lecture Lettres d'écologie .
Les scientifiques ont mené leurs travaux sur le terrain entre 2009 et 2015 dans les marais salants des deltas des fleuves Jaune et Liao en Chine. Les marais, qui sont célèbres pour leur couleur rouge violacé toute l'année, sont parmi les dernières zones humides côtières indigènes protégées en Chine.
Les marais ont connu une disparition généralisée de la végétation à la suite d'une sécheresse extrême en 2011. Les chercheurs ont déjà effectué une série d'expériences, pendant et après la sécheresse pour tester comment les pressions du pâturage intensif par les crabes - le principal ennemi naturel des plantes dans les marais protégés - ont affecté la résilience et la récupération après la sécheresse.
La grue à couronne rouge en voie de disparition ( Grus japonais ) est une icône de la conservation des zones humides côtières d'Asie de l'Est, et il se trouve qu'il a un goût pour les crabes qui menacent la végétation des marais salants en période de sécheresse. Crédit :Xiaojun Wang
"Dans les parcelles d'essai où les crabes ont été exclus, nous avons constaté que la perte de végétation était significativement plus faible et que de nombreuses plantes pouvaient survivre à la sécheresse, " dit Qiang He, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Silliman. "Ils sont morts temporairement mais se sont rétablis rapidement après la fin de la sécheresse."
"Mais dans les parcelles témoins, le pâturage par les crabes a décimé les plantes stressées par la sécheresse, entraînant une perte de végétation presque complète, " a-t-il dit, qui a étudié les marais chinois pendant plus de 10 ans depuis qu'il était étudiant à l'Université normale de Pékin.
Dans les zones ouvertes aux crabes, la reprise de la végétation a été retardée d'au moins quatre ans après la fin de la sécheresse de 2011, Qiang He a ajouté.
Silliman a déclaré que les résultats sont probablement pertinents pour de nombreux autres écosystèmes. "Les plantes des forêts et des prairies peuvent également être décimées par des ennemis naturels, comme les insectes et les champignons pathogènes, pendant les sécheresses."
Sur la base de l'examen préliminaire de l'équipe de la mortalité des plantes associée à la sécheresse dans d'autres écosystèmes dans le monde, plus de la moitié de tous ces événements signalés pourraient avoir été exacerbés par un certain type d'ennemi naturel. L'importance relative des ennemis naturels par rapport à la sécheresse dans ces cas, cependant, n'est pas encore clair et nécessitera une étude plus approfondie.
Les sécheresses graves sont en augmentation dans de nombreuses régions du monde et affectent de plus en plus un large éventail d'écosystèmes, notamment les marais, mangrove, forêts tempérées et tropicales, prairies et récifs coralliens, qui fournissent des services essentiels à l'homme et à l'environnement, dit Silliman.
"Être capable de prédire comment et quand ces événements extrêmes affecteront les écosystèmes, et identifier les pratiques de gestion qui peuvent aider à réduire les impacts, est devenu une priorité, " a déclaré Silliman.
"Le problème est que la plupart des modèles de tolérance aux plantes que nous utilisons actuellement pour prédire ces résultats sont basés sur des études de laboratoire ou des études physiologiques des plantes, ainsi, ils ne prennent souvent pas en compte les effets cumulatifs des facteurs de stress simultanés comme la sécheresse et la pression des ennemis naturels. Le résultat a été que les écosystèmes meurent bien avant que nos modèles ne prédisent qu'ils le feront.
"Avec un peu de chance, " il a dit, "les résultats de cette étude nous aideront à développer de meilleurs modèles et pratiques de gestion."
