Axe 2

Relier la biodiversité aux écosystèmes

Objectif de recherche: Développement de modèles généraux de fonctionnement de la biodiversité qui cherchent à relier les moteurs des changements de la biodiversité aux conséquences découlant de ces changements pour les fonctions et services rendus par les écosystèmes.

Au cours de la dernière décennie, une nouvelle science de la biodiversité a émergé, cherchant à relier les changements de la biodiversité au fonctionnement des écosystèmes. Les fondements théoriques et empiriques de ces relations sont maintenant établis, et ce nouveau domaine de recherche s’emploie maintenant à inclure les services rendus par les écosystèmes.

Des chercheurs du CSBQ ont déjà développés une expertise dans ce domaine et développent maintenant des modèles qui prennent en considération la complexité spatiale et temporelle (due par exemple à une évolution rapide) qui était ignorée dans les approches antérieures. Les modèles généraux de fonctionnement de la biodiversité (GBFM) seront constitués de modules interreliés représentant les interactions biodiversité-écosystème, le système socioéconomique et les principaux moteurs de changement de la biodiversité. Les modèles seront développés à la suite d’ateliers impliquant des chercheurs provinciaux, nationaux et internationaux, et seront par la suite testés expérimentalement en laboratoire et sur le terrain. Les modèles seront calibrés avec des données sociales et économiques de l’axe 3, et des données sur la biodiversité de l’axe 1. L’objectif initial est de démontrer la faisabilité de formaliser le rôle de la biodiversité en tant que maillon essentiel entre les changements environnementaux, le fonctionnement des écosystèmes et le bien-être de l’humanité. À long terme, les modèles développés pourront établir des prédictions probabilistes sur les impacts futurs apportés pas les changements en cours de la biodiversité.

Cet axe de recherche s’appuie sur un important réseau de stations de recherches de terrain et d’infrastructures de laboratoire de pointe pour la recherche en écologie et évolution expérimentale. Ces infrastructures sont maintenues par les universités partenaires.

Thèmes de l’Axe 2

Thème 2.1: Causes des changements de la biodiversité

La composition des communautés naturelles se modifie à un rythme rapide, en réponse à l’extinction d’espèces existantes, à l’introduction de nouvelles espèces et à la modification de l’environnement. Se basant sur les données générées par l’Axe 1, l’objectif de ce thème est de déterminer l’étendue des changements dans la biodiversité au Québec et à identifier les facteurs environnementaux responsables. Une emphase sera mise sur les synergies entre facteurs de changements: par exemple entre les changement climatique et la destruction des habitats.

Thème 2.2: Adaptations en réponse aux changements environnementaux

La recherche sur ce thème porte sur la façon dont les populations et communautés évoluent en réponse aux rapides changements environnementaux d’origine anthropiques. L’objectif est de déterminer quels facteurs favorisent ou empêchent une réponse rapide aux changements environnementaux, de quelle façon les adaptations qui en résultent affectent le fonctionnement des écosystèmes; et de quelle manière les altérations de structure et de connectivité du paysage mettent en péril la viabilité des populations.

Thème 2.3: Effets des changements de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes

L’objectif de ce thème est de déterminer les différents mécanismes par lesquels tout changement de biodiversité influence l’ensemble des processus impliqués dans le fonctionnement des écosystèmes. Des chercheurs du CSBQ font équipe pour développer des éléments écologiques qui constituent les piliers des modèles généraux de fonctionnement de la biodiversité. Alors que les études sur le terrain fournissent des informations essentielles sur les changements de la répartition des espèces et de la diversité en fonction du temps, les approches expérimentales permettent plutôt de répondre à des questions liées aux impacts des extinctions d’espèces sur le fonctionnement des écosystèmes terrestres et aquatiques. Les approches utilisées incluent des systèmes modèles en laboratoire et des expériences d’élimination d’espèces. Pour réaliser ces analyses, les chercheurs conçoivent une nouvelle génération d’expériences reflétant des scénarios réalistes de changements de la biodiversité effectuées en manipulant la diversité en espèces, la diversité phylogénétique et la diversité génétique.

Thème 2.4: Du fonctionnement des écosystèmes aux services rendus par les écosystèmes

Les changements de la biodiversité et du fonctionnement des écosystèmes concernent l’humanité en raison de leur effet sur les services rendus par les écosystèmes. L’objectif de ce thème est de développer un cadre théorique qui lie les multiples processus écologiques contribuant aux services rendus par les écosystèmes. Ce cadre théorique doit permettre d’expliquer si des synergies sont considérées, ou si des compromis sont à prévoir, entre les différents services écologiques fournis par un milieu anthropisé. On applique ensuite le cadre théorique à des études de cas identifiés au thème 3.2. La valeur économique des services rendus par les écosystèmes est évaluée par les activités de recherche de l’Axe 3.