La compréhension des bases fonctionnelles permettant de comprendre la façon dont les organismes intéragissent entre eux et avec leur environnement à différentes échelles est un objectif majeur du département. Une combinaison d’approches fondées sur les traits fonctionnels et l’écophysiologie permet de caractériser la structure fonctionnelle des communautés et de quantifier l’impact des organismes sur les propriétés des écosystèmes sous différentes contraintes de climat ou de perturbations. Ces informations nous permettent de conceptualiser, développer et paramétrer nos modèles de composition des communautés au niveau local, de fonctionnement des écosystèmes et des échanges biosphère/atmosphère associés, ainsi que ceux portant sur les aires de répartition d’espèces au niveau régional ou continental. L’étude des impacts des changements planétaires, notamment changements climatiques et d’utilisation des terres, sur la biodiversité, le fonctionnement des écosystèmes et la durabilité des services associés représente une thématique centrale des activités de recherche du département. Nos travaux expérimentaux et de modélisation portent principalement sur les écosystèmes terrestres avec un accent fort sur la région Méditerranéenne.
Ce département est dirigé par Stephan HÄTTENSCHWILER
Changements climatiques | Changements d'utilisation des terres | Cycles des éléments | Diversité fonctionnelle | Echanges biosphère/atmosphère | Ecosystèmes terrestres | Fonctionnement du sol | Modèles basés sur les processus | Perturbations | Région Méditerranéenne | Ressource en eau | Structure des communautés | Traits fonctionnels
Abstract
Changes in climate and biodiversity are widely recognized as primary global change drivers of ecosystem structure and functioning, also affecting ecosystem services provided to human populations. Increasing plant diversity not only enhances eco-system functioning and stability but also mitigates climate change effects and buffers extreme weather conditions, yet the underlying mechanisms remain largely unclear. Recent studies have shown that plant diversity can mitigate climate change (e.g. reduce temperature fluctuations or drought through microclimatic effects) in different compartments of the focal ecosystem, which as such may contribute to the effect of plant diversity on ecosystem properties and functioning. However, these potential plant diversity-induced microclimate effects are not sufficiently understood. Here, we explored the consequences of climate modulation through microclimate modification by plant diversity for ecosystem functioning as a potential mechanism contributing to the widely documented biodiversity–ecosystem functioning (BEF) relationships, using a combination of theoretical and simulation approaches. We focused on a diverse set of response variables at various levels of integration ranging from ecosystem-level carbon exchange to soil enzyme activity, including population dynamics and the activity of specific organisms. Here, we demonstrated that a vegetation layer composed of many plant species has the potential to influence ecosystem functioning and stability through the modification of microclimatic conditions, thus mitigating the negative impacts of climate extremes on ecosystem functioning. Integrating microclimatic processes (e.g. temperature, humidity and light modulation) as a mechanism contributing to the BEF relationships is a promising avenue to improve our understanding of the effects of climate change on ecosystem functioning and to better predict future ecosystem structure, functioning and services. In addition, microclimate management and monitoring should be seen as a potential tool by practitioners to adapt ecosystems to climate change.
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