L'assemblage des communautés en milieu aride : une approche fonctionnelle

La survie des, populations humaines est directement reliée à la préservation de leur environnement, principalement par le maintien des services écosystémiques. Cependant, depuis les débuts de l'industrialisation, plusieurs actions anthropiques ont fortement modifié les écosystèmes et les services écosystémiques en découlant, sur une échelle temporelle relativement courte. Cette situation est d'autant plus préoccupante pour les milieux arides dédiés au pastoralisme. Un surpâturage des terres de parcours combiné à des précipitations faibles et erratiques menacent la pérennité de la végétation et la sécurité alimentaire des populations locales qui dépendent de ces milieux pour leur survie. Pour ces raisons, il est primordial d'acquérir des connaissances sur le fonctionnement écologique des milieux arides et de s'attarder à leur devenir. Au cours de mon projet de doctorat, je me suis penché sur les relations entre les conditions environnementales et l'écologie fonctionnelle des communautés de plantes et de fourmis des steppes de l'Oriental marocain. Dans un premier temps, je me suis intéressé au changement dans la composition fonctionnelle de la végétation en fonction de l'aridité et du pâturage. Une approche fonctionnelle permet de suggérer des mécanismes explicites de l'assemblage des communautés en plus de pouvoir être utilisée peu importe les espèces et le type de milieu considérés. Les résultats ont mis en évidence trois groupes de traits fonctionnels qui rappellent la théorie C-S-R de Grime. La végétation a montré une stratégie d'évitement du pâturage plutôt qu'une réponse de résistance au pâturage en favorisant les espèces annuelles à croissance rapide, de petite taille et avec des graines de faible masse. L'aridité a sélectionné une végétation composée d'espèces ligneuses avec des feuilles succulentes et une teneur élevée en carbone isotopique 13. Malgré l'existence de corrélations significatives entre les traits fonctionnels et l'environnement, la force de ces corrélations était relativement faible. Le gradient d'aridité et le temps de mise en défens des exclos considérés n'étaient probablement pas suffisamment contrastés afin d'observer un filtrage environnemental net. Dans un deuxième temps, j'ai utilisé un modèle statistique novateur (MaxEnt) pour prédire les abondances relatives des espèces des communautés de plantes actuelles dans un contexte de changements climatiques. On prévoit une augmentation de l'aridité dans l'Oriental marocain pour la période 2080-2099. Le modèle MaxEnt s'appuie sur un principe clé de l'écologie fonctionnelle, soit le filtrage environnemental par les traits, et sur des outils empruntés à la mécanique statistique et à la théorie de l'information pour faire de telles prédictions. Les résultats ont montré que les prédictions d'abondances relatives des communautés actuelles sont plus précises lorsque les traits agrégés observés sont utilisés. Pour la période 2080-2099, le modèle MaxEnt suggère que les communautés passeront d'une dominance d'espèces annuelles à des espèces ligneuses tolérantes au stress. Ceci suggère un processus de désertification. Les prochaines études devront se pencher sur la définition du pool d'espèces et sur l'évolution des activités pastorales. Finalement, j'ai intégré les traits fonctionnels de fourmis à l'étude des communautés de plantes afin de suggérer une approche multitrophique à l'assemblage des communautés. Les résultats ont montré que la végétation a un effet direct sur la structure des communautés de fourmis et que l'environnement a un effet indirect sur ces mêmes communautés via la végétation. Ce modèle était supporté autant par les données de composition taxonomique que par les données de composition fonctionnelle des plantes et des fourmis. Ceci constitue un développement pour l'écologie des communautés, car ce type d'approche fonctionnelle est encore peu utilisé en écologie animale. Le développement d'un cadre conceptuel similaire à celui de la théorie C-S-R de Grime pourrait être très utile pour mieux comprendre les mécanismes d'assemblage des communautés animales

L’agroforesterie comme outil de développement durable dans les pays en voie de développement

« Vous ne pouvez pas construire un monde meilleur basé sur des ventres vides et la misère humaine. » Telle fut l'affirmation de Norman Borlaug — considéré comme le père de la Révolution verte — lors de son discours d'acceptation du prix Nobel de la paix en 1970. Ces quelques mots résument bien l'importance que la problématique de la faim dans le monde occupe — ou plutôt devrait occuper — au sein des préoccupations politiques. Les problèmes reliés à l'agriculture conventionnelle moderne sont un incitatif à la recherche de solutions moins dommageables pour l'environnement pour nourrir les êtres humains. Historiquement, la Révolution verte fut une des premières tentatives de s'attaquer au problème de la famine. Les résultats escomptés ne furent cependant pas ceux obtenus. Plusieurs problèmes environnementaux se sont amplifiés et la répartition des denrées alimentaires est devenue hautement inéquitable. Dans leur recherche d'une option pouvant concilier la préservation des écosystèmes, l'atteinte de la sécurité alimentaire et une plus grande justice sociale, plusieurs chercheurs et spécialistes tentent de développer des solutions concrètes. Parmi celles-ci se trouve l'agroforesterie, une forme d'agriculture pouvant contribuer au développement durable. L'agroforesterie se situe à l'interface de l'agriculture et de la foresterie. L'intégration d'arbres et du bétail au sein des cultures agricoles crée des agroécosystèmes complexes. Les services écosystémiques découlant de l'agroforesterie amènent plusieurs bénéfices écologiques, économiques et sociaux comparativement à l'agriculture conventionnelle : biodiversité plus élevée, amélioration de la qualité du sol, productivité primaire totale accrue, séquestration du carbone, stabilité économique, valorisation de l'économie locale et atteinte de la souveraineté alimentaire. Bien que ces bénéfices ne soient pas tous développés également — des études sont encore nécessaires afin d'éclaircir certains points, notamment en ce qui a trait aux impacts sociaux — l'agroforesterie se démarque en tant qu'option valable à l'agriculture conventionnelle dans les pays en voie de développement. L'agroforesterie pourrait aider à réduire plusieurs problèmes récurrents, tels que la pauvreté et la dégradation de l'environnement, par la création de richesses. Pour ce faire, il est possible de se baser sur les exemples de l'agriculture biologique, de la séquestration du carbone et de l'évaluation monétaire des biens et services écosystémiques pour créer de la valeur ajoutée à l'aide des systèmes agroforestiers. Cependant, plusieurs améliorations sont nécessaires avant que son implantation soit possible à plus grande échelle. Les contraintes techniques et financières ainsi que l'importance du contexte culturel devront notamment être approfondies afin de bien comprendre le comportement d'adoption des pratiques agroforestières. L'agroforesterie demeure néanmoins un outil des plus importants pour le développement durable des populations dites défavorisées

A global database for metacommunity ecology, integrating species, traits, environment and space

The use of functional information in the form of species traits plays an important role in explaining biodiversity patterns and responses to environmental changes. Although relationships between species composition, their traits, and the environment have been extensively studied on a case-by-case basis, results are variable, and it remains unclear how generalizable these relationships are across ecosystems, taxa and spatial scales. To address this gap, we collated 80 datasets from trait-based studies into a global database for metaCommunity Ecology: Species, Traits, Environment and Space; “CESTES”. Each dataset includes four matrices: species community abundances or presences/absences across multiple sites, species trait information, environmental variables and spatial coordinates of the sampling sites. The CESTES database is a live database: it will be maintained and expanded in the future as new datasets become available. By its harmonized structure, and the diversity of ecosystem types, taxonomic groups, and spatial scales it covers, the CESTES database provides an important opportunity for synthetic trait-based research in community ecology

L'assemblage des communautés en milieu aride : une approche fonctionnelle

La survie des, populations humaines est directement reliée à la préservation de leur environnement, principalement par le maintien des services écosystémiques. Cependant, depuis les débuts de l'industrialisation, plusieurs actions anthropiques ont fortement modifié les écosystèmes et les services écosystémiques en découlant, sur une échelle temporelle relativement courte. Cette situation est d'autant plus préoccupante pour les milieux arides dédiés au pastoralisme. Un surpâturage des terres de parcours combiné à des précipitations faibles et erratiques menacent la pérennité de la végétation et la sécurité alimentaire des populations locales qui dépendent de ces milieux pour leur survie. Pour ces raisons, il est primordial d'acquérir des connaissances sur le fonctionnement écologique des milieux arides et de s'attarder à leur devenir. Au cours de mon projet de doctorat, je me suis penché sur les relations entre les conditions environnementales et l'écologie fonctionnelle des communautés de plantes et de fourmis des steppes de l'Oriental marocain. Dans un premier temps, je me suis intéressé au changement dans la composition fonctionnelle de la végétation en fonction de l'aridité et du pâturage. Une approche fonctionnelle permet de suggérer des mécanismes explicites de l'assemblage des communautés en plus de pouvoir être utilisée peu importe les espèces et le type de milieu considérés. Les résultats ont mis en évidence trois groupes de traits fonctionnels qui rappellent la théorie C-S-R de Grime. La végétation a montré une stratégie d'évitement du pâturage plutôt qu'une réponse de résistance au pâturage en favorisant les espèces annuelles à croissance rapide, de petite taille et avec des graines de faible masse. L'aridité a sélectionné une végétation composée d'espèces ligneuses avec des feuilles succulentes et une teneur élevée en carbone isotopique 13. Malgré l'existence de corrélations significatives entre les traits fonctionnels et l'environnement, la force de ces corrélations était relativement faible. Le gradient d'aridité et le temps de mise en défens des exclos considérés n'étaient probablement pas suffisamment contrastés afin d'observer un filtrage environnemental net. Dans un deuxième temps, j'ai utilisé un modèle statistique novateur (MaxEnt) pour prédire les abondances relatives des espèces des communautés de plantes actuelles dans un contexte de changements climatiques. On prévoit une augmentation de l'aridité dans l'Oriental marocain pour la période 2080-2099. Le modèle MaxEnt s'appuie sur un principe clé de l'écologie fonctionnelle, soit le filtrage environnemental par les traits, et sur des outils empruntés à la mécanique statistique et à la théorie de l'information pour faire de telles prédictions. Les résultats ont montré que les prédictions d'abondances relatives des communautés actuelles sont plus précises lorsque les traits agrégés observés sont utilisés. Pour la période 2080-2099, le modèle MaxEnt suggère que les communautés passeront d'une dominance d'espèces annuelles à des espèces ligneuses tolérantes au stress. Ceci suggère un processus de désertification. Les prochaines études devront se pencher sur la définition du pool d'espèces et sur l'évolution des activités pastorales. Finalement, j'ai intégré les traits fonctionnels de fourmis à l'étude des communautés de plantes afin de suggérer une approche multitrophique à l'assemblage des communautés. Les résultats ont montré que la végétation a un effet direct sur la structure des communautés de fourmis et que l'environnement a un effet indirect sur ces mêmes communautés via la végétation. Ce modèle était supporté autant par les données de composition taxonomique que par les données de composition fonctionnelle des plantes et des fourmis. Ceci constitue un développement pour l'écologie des communautés, car ce type d'approche fonctionnelle est encore peu utilisé en écologie animale. Le développement d'un cadre conceptuel similaire à celui de la théorie C-S-R de Grime pourrait être très utile pour mieux comprendre les mécanismes d'assemblage des communautés animales

L’agroforesterie comme outil de développement durable dans les pays en voie de développement

« Vous ne pouvez pas construire un monde meilleur basé sur des ventres vides et la misère humaine. » Telle fut l'affirmation de Norman Borlaug — considéré comme le père de la Révolution verte — lors de son discours d'acceptation du prix Nobel de la paix en 1970. Ces quelques mots résument bien l'importance que la problématique de la faim dans le monde occupe — ou plutôt devrait occuper — au sein des préoccupations politiques. Les problèmes reliés à l'agriculture conventionnelle moderne sont un incitatif à la recherche de solutions moins dommageables pour l'environnement pour nourrir les êtres humains. Historiquement, la Révolution verte fut une des premières tentatives de s'attaquer au problème de la famine. Les résultats escomptés ne furent cependant pas ceux obtenus. Plusieurs problèmes environnementaux se sont amplifiés et la répartition des denrées alimentaires est devenue hautement inéquitable. Dans leur recherche d'une option pouvant concilier la préservation des écosystèmes, l'atteinte de la sécurité alimentaire et une plus grande justice sociale, plusieurs chercheurs et spécialistes tentent de développer des solutions concrètes. Parmi celles-ci se trouve l'agroforesterie, une forme d'agriculture pouvant contribuer au développement durable. L'agroforesterie se situe à l'interface de l'agriculture et de la foresterie. L'intégration d'arbres et du bétail au sein des cultures agricoles crée des agroécosystèmes complexes. Les services écosystémiques découlant de l'agroforesterie amènent plusieurs bénéfices écologiques, économiques et sociaux comparativement à l'agriculture conventionnelle : biodiversité plus élevée, amélioration de la qualité du sol, productivité primaire totale accrue, séquestration du carbone, stabilité économique, valorisation de l'économie locale et atteinte de la souveraineté alimentaire. Bien que ces bénéfices ne soient pas tous développés également — des études sont encore nécessaires afin d'éclaircir certains points, notamment en ce qui a trait aux impacts sociaux — l'agroforesterie se démarque en tant qu'option valable à l'agriculture conventionnelle dans les pays en voie de développement. L'agroforesterie pourrait aider à réduire plusieurs problèmes récurrents, tels que la pauvreté et la dégradation de l'environnement, par la création de richesses. Pour ce faire, il est possible de se baser sur les exemples de l'agriculture biologique, de la séquestration du carbone et de l'évaluation monétaire des biens et services écosystémiques pour créer de la valeur ajoutée à l'aide des systèmes agroforestiers. Cependant, plusieurs améliorations sont nécessaires avant que son implantation soit possible à plus grande échelle. Les contraintes techniques et financières ainsi que l'importance du contexte culturel devront notamment être approfondies afin de bien comprendre le comportement d'adoption des pratiques agroforestières. L'agroforesterie demeure néanmoins un outil des plus importants pour le développement durable des populations dites défavorisées

CESTES - A global database for metaCommunity Ecology: Species, Traits, Environment and Space

CESTES is a global database for metaCommunity Ecology: Species, Traits, Environment and Space. It compiles 80 datasets from trait-based studies. Each dataset includes four matrices: species community abundances or presences/absences across multiple sites, species trait information, environmental variables and spatial coordinates of the sampling sites. CESTES presents a harmonized structure and covers a diversity of ecosystem types (marine, terrestrial, freshwater), taxonomic groups (plants, vertebrates, invertebrates...), geographical regions, and spatial scales. The CESTES database is a live database: it will be maintained and expanded in the future as new datasets become available (https://icestes.github.io/sharedata). A zipped folder called “CESTES.zip” includes two alternative formats for the CESTES database: - a “xCESTES” folder that includes 80 Excel files (one file per dataset), each named according to the following structure: “AuthorPublicationYear.xlsx” - a “rCESTES” folder that includes the CESTES core processed database (comm, traits, envir, coord matrices) as an R list object “CESTES.RData” plus two R scripts, and two metadata tables for data processing and exploration. This “CESTES.zip” folder also includes: - an extended metadata table, “CESTES_metadata.xlsx”, that provides the general metadata information of all the datasets, - a tutorial document, “HOW_TO_SHARE_MY_DATA_FOR_CESTES.pdf”, that explains how to share data for integrating future datasets in the database. A second zipped folder, called "ceste.zip", corresponds to the non-spatial ancillary to CESTES. We provide access to 10 additional datasets that were not completely suitable for the CESTES database, due to the absence of spatial information or insufficient metadata but that were potentially valuable for their three other data matrices (comm, traits, envir). They follow the same structure as CESTES, except that they do not present the “coord” sheet and sometimes include only partial metadata. The “ceste.zip” zipped folder includes the 10 data files + 1 metadata file called "ceste_metadata.xlsx"