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: Caractériser les changements de la biodiversité

La structure d’abondance et la composition des communautés changent à un rythme accéléré, en réponse à l’extinction d’espèces, à l’introduction de nouvelles espèces et à la modification de leur environnement. L’objectif de ce thème est de caractériser l’étendue de ces modifications dans la biodiversité au Québec en se basant sur les données de sources variées. Cette détermination sera basée sur plusieurs mesures (grandeur et variance) liées à la biodiversité, notamment celles sur la structure d’abondance par espèce, la dominance, les traits biologiques, la diversité phylogénétique et la diversité génétique.

Thème 2.2: Causes des changements de la biodiversité

La recherche sur ce thème porte sur l’identification des causes des changements observés au thème 2.1. Les objectifs ici sont de déterminer quels sont les facteurs environnementaux, anthropiques ou les mécanismes responsables des changements dans les populations et communautés, ce, à plusieurs échelles spatiales et temporelles. Nous voulons comprendre les facteurs qui favorisent ou empêchent une réponse rapide des populations face aux changements globaux, et de quelle manière les altérations de structure et de connectivité à plusieurs échelles, incluant le paysage, mettent en péril la viabilité des populations. Un accent sera mis sur les synergies entre facteurs de changements : par exemple entre les changements globaux et la destruction des habitats, ou entre changements climatiques et la surexploitation d’espèces commerciales.

Thème 2.3: Conséquence 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 spatiaux et temporels de la répartition des espèces et de la diversité, 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. Pour réaliser ces études, les chercheurs conçoivent une nouvelle génération d’expériences reflétant des scénarios réalistes de changements de la biodiversité 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 leurs effets sur les services rendus par ces 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 ou conflits sont considérés, ou si des compromis sont à prévoir entre les différents services écologiques fournis par un milieu anthropisé. Ceci afin d’appliquer le cadre théorique à des études de cas identifiés au thème 3.2 en utilisant une approche socioécologique. La valeur économique des services rendus par les écosystèmes est évaluée par les activités de recherche de l’Axe 3.