Perturbation et hétérogénéité spatiale

Les incendies, les tempêtes, les inondations et les épidémies réinitialisent de manière répétée des parcelles du paysage, et cette perturbation n'est pas seulement destructrice, mais constitue une force créatrice qui génère l'hétérogénéité spatiale dont dépend une grande partie de la biodiversité.

Definition

La perturbation et l'hétérogénéité spatiale est l'étude des événements discrets qui perturbent les écosystèmes et éliminent ou endommagent les organismes, et de la manière dont la mosaïque résultante de zones perturbées et en récupération génère et maintient la variation spatiale à travers les paysages.

Scope

Ce sujet couvre le rôle de la perturbation dans la formation des motifs spatiaux : la caractérisation des régimes de perturbation par leur fréquence, leur intensité, leur taille et leur gravité ; la dynamique des parcelles de récupération après perturbation ; l'hypothèse de la perturbation intermédiaire et les relations perturbation-diversité ; et comment les mosaïques changeantes de parcelles perturbées et en récupération maintiennent l'hétérogénéité à travers les paysages dans des conditions naturelles et changeantes.

Core questions

• Comment les régimes de perturbation sont-ils caractérisés et comparés ?
• Comment la perturbation crée-t-elle et maintient-elle l'hétérogénéité spatiale ?
• Pourquoi des niveaux intermédiaires de perturbation pourraient-ils maximiser la diversité ?
• Comment les régimes de perturbation changeants modifient-ils les paysages sous l'effet du changement global ?

Key theories

Régimes de perturbation et dynamique des parcelles

Les écosystèmes sont façonnés par des régimes de perturbation caractéristiques, et la mosaïque résultante de parcelles à différents stades de récupération produit un paysage changeant et hétérogène plutôt qu'un état stable unique.

Hypothèse de la perturbation intermédiaire

Connell a proposé que la diversité locale est la plus élevée aux fréquences et intensités intermédiaires de perturbation, car une perturbation fréquente ne favorise que les colonisateurs tandis qu'une perturbation rare permet aux compétiteurs dominants d'exclure les autres.

Mechanisms

Un régime de perturbation est décrit par l'étendue spatiale, la fréquence, l'intensité, la gravité et la saisonnalité d'événements tels que les incendies, les chablis, les inondations ou les épidémies de ravageurs. Chaque événement ouvre des parcelles qui subissent ensuite une succession, de sorte qu'un paysage soumis à des perturbations récurrentes devient une mosaïque changeante de parcelles à différents stades de succession. Selon l'hypothèse de la perturbation intermédiaire, ce renouvellement maintient la diversité en empêchant les espèces dominantes compétitives de monopoliser l'espace tout en permettant aux colonisateurs plus lents de s'établir. Le changement climatique et l'utilisation des terres peuvent déplacer les régimes de perturbation au-delà de leur étendue historique, réorganisant ainsi le motif paysager et les espèces qui en dépendent.

Clinical relevance

La compréhension des régimes de perturbation éclaire la gestion des incendies et des inondations, la foresterie, le maintien des habitats dépendants des perturbations et l'anticipation des changements de régime sous l'effet du changement climatique. Ceci est un contexte éducatif, et non une prescription de gestion.

History

La reconnaissance que la perturbation est une caractéristique normale et structurante des écosystèmes s'est cristallisée dans les années 1970 et 1980, avec l'hypothèse de la perturbation intermédiaire de Connell en 1978 et la synthèse de la dynamique des parcelles de Pickett et White en 1985. L'écologie du paysage a par la suite placé la perturbation au centre de la manière dont l'hétérogénéité spatiale est générée et maintenue.

Debates

Généralité de l'hypothèse de la perturbation intermédiaire

Bien que très influente, l'hypothèse de la perturbation intermédiaire a été critiquée sur des bases théoriques et empiriques, des analyses montrant que la relation diversité-perturbation en forme de bosse prédite est loin d'être universelle et dépend du mécanisme et de l'échelle.

Key figures

• Steward Pickett
• Joseph Connell
• Monica Turner

Seminal works

• pickett1985
• connell1978
• turner2015

Frequently asked questions

Qu'est-ce qu'un régime de perturbation ?

Un régime de perturbation est le motif caractéristique des événements de perturbation affectant une zone, décrit par des attributs tels que leur fréquence, leur taille, leur intensité et leur gravité au fil du temps.

Pourquoi la perturbation peut-elle augmenter la diversité ?

En éliminant périodiquement les compétiteurs dominants et en ouvrant de l'espace, la perturbation permet aux espèces moins compétitives de persister, de sorte qu'un paysage soumis à des perturbations récurrentes peut abriter plus d'espèces qu'un paysage laissé intact.