Stabilité et fonctionnement des écosystèmes
La capacité des écosystèmes à résister aux perturbations et à s'en remettre, ainsi que la manière dont leur biodiversité soutient les processus qui les maintiennent, sont des questions centrales pour comprendre un monde en mutation.
Definition
La stabilité et le fonctionnement des écosystèmes concernent la capacité d'un écosystème à maintenir ses processus et à se remettre des perturbations, ainsi que la manière dont la diversité et les traits de ses organismes régissent ces processus.
Scope
Ce sujet couvre la stabilité, la résilience et le fonctionnement des écosystèmes : la distinction entre résistance, résilience et stabilité technique (engineering stability) versus stabilité écologique ; la relation entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes ; les traits fonctionnels et la redondance ; les états stables alternatifs et les changements de régime ; et la fourniture de services écosystémiques. Il traite de la manière dont la diversité influence la productivité et la stabilité et de la façon dont les écosystèmes réagissent aux perturbations.
Core questions
- Que signifient la résistance et la résilience pour les écosystèmes ?
- Comment la biodiversité influence-t-elle la productivité et la stabilité des écosystèmes ?
- Que sont les états stables alternatifs et les changements de régime ?
- Comment les écosystèmes fournissent-ils les services dont les humains dépendent ?
Key theories
- Résilience et états stables alternatifs
- Holling a distingué la résilience — la capacité à absorber les perturbations et à se réorganiser tout en conservant sa fonction — de la stabilité locale, et a montré que les écosystèmes peuvent posséder plusieurs états stables séparés par des seuils au-delà desquels ils peuvent basculer brusquement.
- Biodiversité et fonctionnement des écosystèmes
- Les expériences montrent qu'une plus grande diversité spécifique et fonctionnelle tend à augmenter la productivité et à stabiliser les processus écosystémiques par des effets de complémentarité et d'assurance, bien que la force de la relation varie.
Mechanisms
La stabilité découle de la manière dont un écosystème réagit aux perturbations : la résistance est le degré auquel les processus restent inchangés, tandis que la résilience est le taux et la capacité de récupération. La diversité peut améliorer le fonctionnement lorsque les espèces utilisent les ressources de manière complémentaire ou lorsque certaines sont plus productives, et peut stabiliser les propriétés agrégées par l'effet d'assurance, selon lequel un ensemble varié d'espèces amortit la fonction à mesure que les conditions changent. De fortes rétroactions non linéaires peuvent créer des seuils où un petit stress supplémentaire fait basculer le système dans un état contrasté qui résiste au retour.
Clinical relevance
Ces concepts sous-tendent l'évaluation et la gestion des services écosystémiques, l'estimation de la manière dont la perte de biodiversité menace la fiabilité des écosystèmes, et l'anticipation des changements de régime tels que l'eutrophisation des lacs ou l'effondrement des récifs coralliens. Ceci est un contexte éducatif, non une prescription de gestion.
History
Un long débat sur la question de savoir si la complexité engendre la stabilité a été recadré par les travaux théoriques de May dans les années 1970 et le concept de résilience de Holling en 1973. Les expériences sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes menées par Tilman, Naeem et d'autres dans les années 1990 ont porté la question sur le terrain, et la pensée de la résilience est devenue un cadre pour la gestion des systèmes socio-écologiques.
Debates
- La diversité engendre-t-elle la stabilité ?
- La question de savoir si les écosystèmes plus diversifiés sont intrinsèquement plus stables a été contestée après que May a montré que les systèmes complexes aléatoires peuvent être moins stables ; la conciliation de la théorie avec les expériences qui révèlent que la diversité stabilise la fonction agrégée demeure un domaine actif.
Key figures
- C. S. Holling
- Robert May
- David Tilman
- Shahid Naeem
Related topics
Seminal works
- holling1973
- tilman1997
- chapin2011
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre la résistance et la résilience ?
- La résistance est la mesure dans laquelle un écosystème reste inchangé lorsqu'il est perturbé, tandis que la résilience est la rapidité et l'exhaustivité de sa récupération par la suite ; un écosystème peut présenter un niveau élevé pour l'une et faible pour l'autre.
- Qu'est-ce qu'un changement de régime ?
- Un changement de régime est une réorganisation abrupte, souvent persistante, d'un écosystème vers un état différent, comme un lac clair devenant trouble, qui se produit lorsqu'un seuil est franchi et est difficile à inverser.