Au cours des trois dernières décennies, la conservation de la biodiversité s’est élargie, passant de la seule préservation de la nature à des approches plus « respectueuses des populations ». Cependant, ces approches intégrant à la fois des objectifs de conservation et de développement n’ont pas nécessairement bénéficié aux populations locales. Le projet FRB-Cesab JustConservation a analysé comment des enjeux de justice se concrétisent dans la conservation. Il pose les questions suivantes :
- Comment différentes conceptualisations de la justice et de l’équité influencent-elles la gouvernance de la conservation ?
- Dans quelle mesure et par quels mécanismes l’intégration des objectifs sociaux dans la gouvernance de la conservation influence-t-elle l’efficacité de la conservation ?
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Les émissions anthropogéniques de CO2 causent un réchauffement de l’océan, mais également une baisse du pH de l’océan de surface. Cette acidification de l’océan affecte les organismes marins calcifiants, qui jouent un rôle clé dans la pompe biologique. Parmi ces organismes, les coquilles fossilisées des foraminifères planctoniques constituent l’archive géologique la plus documentée de la biodiversité passée mais aussi des paléoclimats. Les changements récents des faunes de foraminifères planctoniques n’ont jamais été synthétisés à l’échelle globale, alors que la distribution de ces micro-organismes a déjà été impactée.
Le projet FRB-Cesab Forcis a étudié la réponse des foraminifères planctoniques aux stress climatiques via l’analyse de données mondiales depuis 1910. Il visait à constituer une base de données, identifier les facteurs environnementaux influents et modéliser leurs réponses passées et futures aux changements globaux.
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L’objectif général du projet FRB-Cesab RAATD (“Analyse rétrospective des données de tracking en Antarctique”) est d’évaluer l’utilisation de l’habitat par plusieurs espèces de prédateurs situés au sommet des chaînes trophiques de l’océan Austral à partir des jeux de données existants de suivi spatial de ces animaux. Cette approche permet d’identifier les zones écologiquement importantes pour les prédateurs, c’est-à-dire les régions océaniques qui servent de sites privilégiés pour la prospection de nourriture à plusieurs espèces de prédateurs simultanément, et qui par conséquent présentent une biodiversité importante.
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La crise de la biodiversité impacte en priorité les espèces rares, c’est-à-dire celles déjà menacées car leur distribution spatiale est très limitée. Les caractéristiques intrinsèques de ces espèces qui peuvent expliquer leur vulnérabilité face aux changements globaux restent mal connues malgré tout. En outre, une question se pose : quelle est la conséquence de la perte de ces espèces pour les écosystèmes et l’Humanité ? La question est loin d’être triviale dans la mesure où nous ne connaissons pas le rôle joué par les espèces rares au sein d’un écosystème. A l’inverse, nous ne savons pas qui porte des fonctions essentielles et potentiellement vulnérables au sein d’un écosystème.
L’objectif du groupe de travail
FRB-CESAB FREE 1 était de faire progresser le concept de rareté fonctionnelle et d’examiner les causes et les conséquences de la rareté fonctionnelle à l’échelle locale et mondiale.
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L’abondance et la composition du phytoplancton sont sensibles aux conditions de la colonnes d’eau qui elles-mêmes sont fortement influencées par la météorologie (ex. le vent et la pluie) et le changement climatique. Imaginé dans le cadre du projet « Stormblitz » du GLEON, le projet FRB-Cesab Geisha a pour objectif d’évaluer les impacts des tempêtes sur les communautés phytoplanctoniques. Geisha a été conçu pour permettre de rassembler et d’analyser des séries chronologiques par le biais d’un effort collaboratif au niveau international. Le projet regroupe plus de 80 chercheurs d’instituts gouvernementales et d’universités. Geisha a notamment permis :
- de rassembler et standardiser les jeux de données existants,
- d’évaluer l’impact des tempêtes sur les nutriments, la lumière, la stabilité de la colonne d’eau et les conséquences sur la structure des communautés phytoplanctoniques,
- d’effectuer des méta-analyses pour évaluer la sensibilité de ces écosystèmes et,
- de mettre en en évidence que les conséquences biologiques des tempêtes sur le phytoplancton sont fondamentales dans la dynamique des lacs et sont pourtant encore mal comprises. Il y a un réel besoin de collaboration scientifique pour comprendre l’impact des phénomènes météorologiques extrêmes sur les lacs.
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L’intensification agricole a conduit à d’importantes pertes de biodiversité en agroécosystèmes. De nombreuses espèces d’adventices (ou « mauvaises herbes ») sont, en particulier, aujourd’hui menacées d’extinction suite à l’utilisation intensive d’herbicides et de fertilisants minéraux, à la simplification des rotations culturales et au travail répété du sol.
Bien que les adventices puissent impacter négativement les productions agricoles, ces espèces jouent aussi un rôle fonctionnel clé dans les agroécosystèmes. Elles soutiennent par exemple les communautés de pollinisateurs et constituent un refuge pour la faune. Pour concilier préservation de la biodiversité et production agricole, il est donc fondamental d’identifier les règles d’assemblage de communautés d’adventices en intégrant à la fois les processus écologiques (compétition, dispersion) et les régimes de perturbations liés aux pratiques agricoles.
L’ambition de ce consortium de partenaires, alliant compétences en agronomie, écologie et statistiques spatiales, a été de fournir un cadre d’analyse théorique afin de quantifier la contribution relative des processus agronomiques et écologiques en jeu dans l’assemblage des espèces adventices et leur impact sur l’interaction adventices-production agricole. Le projet FRB-Cesab Disco-Weed a mobilisé plusieurs bases de données regroupant des données sur la flore adventice, les pratiques agricoles et pour certaines la production agricole, et établies à toutes les échelles spatiales du quadrat de 1m² au territoire national sur près de 4000 parcelles agricoles et collectées ces 15 dernières années.
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Le projet Actias est issu de l’observation que les études à large échelle visant à documenter les patrons spatio-temporels de biodiversité et à comprendre leur origine et leur devenir sont fondamentalement biaisées vers les vertébrés et les plantes. Ceci laisse les insectes – bien que représentant la grande majorité des organismes pluricellulaires de la planète – largement sous-étudiés à cette échelle. Pourtant, les insectes sont des éléments clés des écosystèmes et nous commençons seulement à mesurer à quel point l’impact des changements globaux sur leurs espèces et leurs populations est sévère.
Les études de biodiversité à grande échelle ont récemment bénéficié grandement de l’extraordinaire développement des infrastructures, des méthodes et des outils pour la gestion et l’analyse de très gros jeux de données. Ces analyses de « Big Data » ont ainsi stimulé d’importantes avancées dans les domaines de la macroécologie, la biogéographie et la biologie évolutive, et elles ont nourri des politiques de conservation mieux documentées dans un monde que nous voyons malheureusement s’engager dans une période qualifiée de « 6ème extinction ».
Le projet Actias avait pour objectif de :
- proposer deux familles de Lépidoptères – Saturniidae et Sphingidae – comme les premiers modèles pour l’étude à l’échelle globale de la diversité des espèces chez les insectes ;
- réaliser les premières analyses à grande échelle chez des insectes des patrons macroécologiques et des processus qui les gouvernent ;
- informer et comprendre le devenir de la diversité des insectes et aider à proposer des stratégies de conservation adaptées.
Les écologistes peinent à établir des modèles prédictifs reliant environnement et structure des communautés. Des progrès seraient réalisés en mettant l’accent sur les traits fonctionnels, plutôt que sur l’identité des espèces. Nous manquons d’analyses à de vastes échelles spatiales où la dispersion inter-sites est rare, donc nous ne pouvons déterminer si la diversité fonctionnelle est régie par les niches écologiques ou limitée par la dispersion, l’évolution ou la biogéographie.
Le groupe FRB-Cesab FunctionalWebs a échantillonné le réseau trophique des broméliacées remplies d’eau de pluie dans 12 régions néotropicales. La base de données est en libre accès et regroupe les données de plus de 1750 broméliacées et 12 traits. Le groupe FRB-Cesab FunctionalWebs a cherché à savoir quels processus déterminent la diversité fonctionnelle à différentes échelles spatiales.
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Le déclin des prédateurs marins s’est intensifié à l’échelle mondiale dans les années 1950, les bateaux de pêche industriels ciblant des populations de requins et de thons auparavant inaccessibles. Ces pêcheries extensives continuent de s’étendre, tandis que les prises continuent de diminuer au niveau mondial. Étant donné la difficulté de gérer ces pêches de façon durable, il a été proposé d’établir de vastes Aires Marines Protégées (AMP) où il serait interdit de pêcher afin d’inverser les tendances. Ces AMP, qui sont relativement à l’abri des effets des perturbations anthropiques, nécessitent la connaissance des habitats essentiels au maintien de ces prédateurs marins. Ces connaissances, pourtant cruciales, sont actuellement très limitées puisqu’elles reposent principalement sur une répartition géographique des espèces obtenue grâce aux prises de pêche, biaisées par la prise d’espèces non ciblées et par une sous-déclaration délibérée.
Ici, le projet FRB-Cesab Pelagic surmonte cette limitation en recueillant les informations et les données les plus à jour et les plus complète, sur la biogéographie et l’utilisation de l’habitat des mammifères marins, des requins et des poissons.
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La terre est entrée dans une nouvelle ère depuis que l’homme a étendu son emprise sur la nature. Cette nouvelle ère est appelée l’« Anthropocène ». Il s’agit d’un bouleversement aussi important que ceux qui délimitent les grandes périodes du passé géologique et biologique de notre planète. Une des actions les plus frappantes de l’homme est de déplacer des espèces animales et végétales d’un endroit à l’autre, souvent même d’un continent à l’autre, intentionnellement ou non. Certaines d’entre elles s’adaptent bien au milieu où elles sont transplantées, et s’y multiplient et s’y répandent, souvent au détriment des espèces locales et parfois des activités économiques humaines. On les appelle les espèces envahissantes.
Pour comprendre leur impact, il ne suffit pas seulement de comprendre les liens que ces espèces tissent avec les espèces locales c’est à dire présentes avant l’arrivée des envahissantes. En effet, les espèces locales sont interdépendantes entre elles à travers des réseaux d’interactions : par exemple l’une constitue la nourriture de l’autre (relation trophique), ou l’une est utile à l’autre pour sa reproduction, comme les insectes qui pollinisent les plantes. Dans de tels réseaux, l’arrivée d’une espèce envahissante va non seulement avoir un effet sur les espèces avec qui elle interagit directement, mais aussi un effet qui se propagera en chaîne à toute la communauté d’espèces. Comprendre comment fonctionnent ces réseaux d’interaction est essentiel pour prédire l’impact d’une espèce envahissante au sein d’un écosystème. Or ces réseaux sont des objets complexes, difficiles à décrire et à étudier dans la nature. L’objectif du projet FRB-Cesab Coreids a été de rassembler les connaissances disponibles sur la façon dont les espèces envahissantes interagissent avec ces réseaux pour mieux comprendre leurs impacts et – à terme – imaginer des stratégies pour les prédire et les limiter si possible.
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Les programmes de suivi standardisés sur le long terme sont essentiels pour évaluer l’état de la biodiversité. Ils permettent en effet de quantifier l’impact des changements environnementaux sur l’abondance des populations et d’évaluer les conséquences de certaines décisions politiques de gestion des statuts des espèces et des écosystèmes. Le suivi des papillons est un exemple récent de sciences citoyennes. Les programmes de suivi se fondent majoritairement sur le protocole “Butterfly Monitoring Schemes” (BMS), développé au Royaume-Uni. De nos jours, le suivi standardisé de papillons est étendu à 22 pays en Europe, et bien davantage dans le monde. En favorisant la mise en place de collaborations productives et le développement d’approches innovantes, le projet FRB-Cesab Lola-BMS, constitué d’une équipe de 15 experts incluant écologistes, statisticiens et modélisateurs, a permis d’exploiter efficacement les informations issues de ces bases de données dans un objectif double :
- la compréhension des réponses des papillons aux changements climatiques et la manière dont les processus locaux se traduisent le long de larges gradients,
- la mise en place d’une infrastructure qui faciliterait la collaboration et les échanges entre les différentes méthodes de suivi. Elle permet d’aborder de nouvelles problématiques au-delà des limites initialement établies, et d’améliorer les performances des méthodes de suivi actuelles et en cours de développement.
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Le continent africain abrite les plus riches et parmi les plus spectaculaires communautés de grands mammifères de la planète. Cette biodiversité exceptionnelle, mais aujourd’hui menacée, joue un rôle essentiel dans le fonctionnement et le maintien des écosystèmes tout en représentant une ressource naturelle et économique importante pour les populations humaines. Lorsqu’en 2010, les gouvernements du monde se sont engagés à augmenter la couverture des aires protégées à 17% de la surface terrestre mondiale, plusieurs pays d’Afrique centrale avaient déjà instauré la protection de 25% de leurs savanes à des fins de conservation.
Pour évaluer l’efficacité de ces outils, les chercheurs du projet AfroBioDrivers ont :
- assemblé les données sur les populations de grands mammifères africains et sur les causes des changements (naturels, anthropiques), afin d’améliorer la disponibilité et la valorisation des données pluridisciplinaires,
- identifié des indices pertinents et fiables pour analyser les tendances spatiales et temporelles des populations aux échelles locale, nationale, régionale et continentale,
- analysé les résultats des sept principaux parcs nationaux de savane d’Afrique centrale ainsi que les informations sur les pressions potentielles impactant la population de grands herbivores (pluviométrie, nombre de gardes) et sur le nombre et les revenus des touristes.
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La théorie de la biogéographie insulaire (ETIB) a longtemps servi de référent pour comprendre la formation des communautés sur les îles. Fondée sur le postulat que le nombre d’espèces d’une île dépend d’un équilibre dynamique entre des processus de colonisation et d’extinction, elle prédit notamment que les grandes îles ou celles qui sont proches des continents contiennent davantage d’espèces que les îles petites ou lointaines. Or bien que les prévisions de cette théorie aient souvent été vérifiées, la superficie et le degré d’isolement ne sont pas les seuls facteurs qui influencent la biodiversité des îles. En effet, la divergence évolutive et la formation de nouvelles espèces sur les îles est un paramètre qui n’a jusqu’ici pas été pris en compte.
Des études récentes ont suggéré que la spéciation – c’est à dire le processus évolutif par lequel de nouvelles espèces apparaissent – peut jouer un rôle analogue à la colonisation, en ajoutant des espèces aux communautés des îles éloignées. Deux populations insulaires issues d’un même événement de colonisation (une même population mère) peuvent ainsi se différencier à l’intérieur d’une île ou d’un archipel et devenir reproductivement isolées l’une par rapport à l’autre ; ce phénomène se nomme la cladogénèse. Mais les différences conséquentes entre les processus de spéciation et de colonisation ne permettent pas de déterminer comment et dans quelle mesure l’analogie peut être étendue à l’ETIB ou à d’autres théories pertinentes qui cherchent à expliquer l’assemblage communautaire.
L’objectif initial du groupe FRB-Cesab Islands a donc été de tirer parti des excellentes conditions expérimentales des systèmes insulaires pour examiner et comparer systématiquement l’influence des facteurs géographiques et géologiques sur l’évolution des assemblages écologiques, puis de fournir une nouvelle et meilleure compréhension des communautés d’espèces assemblées au fil du temps sur les îles.
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Notre vision des rivières et des réseaux hydrographiques qu’elles forment se modifie actuellement avec le constat que beaucoup ne coulent en fait pas de manière continue toute l’année. En effet, de nombreuses rivières s’assèchent naturellement une partie de l’année, tandis que d’autres, qui étaient permanentes autrefois, s’arrêtent désormais de couler en réponse aux prélèvements en eau dont nous avons besoin et au réchauffement climatique. Aussi, ces rivières sont des juxtapositions dans le temps ou l’espace de milieux aquatiques et terrestres, et abritent des organismes aquatiques, terrestres et amphibies. Malgré cette caractéristique étonnante, nos connaissances autour de la biodiversité de ces écosystèmes restent limitées et très parcellaires.
L’objectif du projet FRB-Cesab Irbas était de caractériser et de comprendre la biodiversité de ces rivières, en collectant, compilant et explorant les données actuelles disponibles dans le monde. Le groupe a réalisé des cartes montrant où se trouvent ces rivières, des modèles permettant de comprendre pourquoi elles s’y trouvent et si elles sont sujettes à des changements majeurs. Irbas a aussi tenté de comprendre quels sont les facteurs clés qui régissent la biodiversité à la fois aquatique et terrestre de ces écosystèmes et a déterminé des éléments concrets pour aider les gestionnaires des cours d’eau à les conserver et gérer.
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De nombreux agents infectieux d’origine animale, tels que les virus de grippes aviaires ou la bactérie responsable de la maladie de Lyme, peuvent occasionnellement infecter l’humain. La plupart de ces agents infectieux se transmettent généralement dans la nature entre de nombreuses espèces animales, que ce soit au sein d’espèces de mammifères ou d’espèces d’oiseaux voire même pour certains entre ces deux groupes animaux.
A l’heure actuelle, la perte de biodiversité – et donc, en conséquence,
la part de biodiversité qui intervient dans la transmission infectieuse en tant que réservoir ou même comme vecteur – que l’on observe globalement laisse craindre l’apparition de nouveaux risques de maladies infectieuses émergentes. Le but principal du programme international
Biodis a été de comprendre comment un appauvrissement ou une perte de biodiversité et des changements environnementaux concomitants pouvait influer sur la transmission de maladies infectieuses d’origine animale vers les populations humaines en accroissant le risque de transmission.
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L’agrobiodiversité contribue à la performance des agroécosystèmes. La circulation de semences (CS) par les agriculteurs est un processus clé pour le maintien de l’agrobiodiversité. Comprendre comment la CS impacte la sécurité alimentaire nécessite l’intégration des aspects biologiques et sociaux. Les semences des plantes cultivées sont à la fois des objets biologiques (porteurs d’informations génétiques) et des objets sociaux et économiques (marqueurs d’identité et de statut). La circulation des semences (CS) n’est pas uniquement motivée par des préoccupations agronomiques ; elle reflète aussi la structure sociale.
L’objectif du projet FRB-Cesab NetSeed était de développer un cadre conceptuel et une méthodologie pour intégrer les aspects biologiques et sociaux de la CS afin de comprendre comment elle façonne l’agrobiodiversité et contribue ainsi à assurer la sécurité alimentaire. Pour relever ce défi, NetSeed a constitué une équipe interdisciplinaire : 17 chercheurs issus de domaines aussi divers que la géographie, l’anthropologie, la génétique des populations et la modélisation.
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L’invasion d’espèces non autochtones est considérée comme l’une des principales menaces pour la biodiversité, entrainant des changements importants dans la structure et le fonctionnement des écosystèmes. Dans le contexte de la globalisation, la recherche sur les espèces envahissantes est devenue de plus en plus importante du fait du nombre croissant d’espèces déplacées par l’activité humaine –transports, commerce, etc. Les espèces envahissantes sont souvent sources de problèmes, car elles entrent en compétition avec la faune ou flore locales. Elles perturbent ainsi souvent la densité et la qualité des espèces natives. Il en résulte une perte de biodiversité qui, à terme, peut engendrer des pertes importantes de services écosystémiques, comme par exemple une diminution des rendements de la pêche. Depuis l’ouverture du Canal de Suez en 1869, la Méditerranée de l’Est connait une transformation sans précédent dans la composition de ses espèces, avec l’arrivée massive d’espèces non autochtones, dites lessepsiennes, provenant de la Mer Rouge. Ces espèces constituent déjà plus du quart des captures dans l’est de la Méditerranée, et parfois bien plus. Certaines de ces espèces arrivent même aujourd’hui jusqu’en Méditerranée de l’Ouest.
Le projet Gaspar a particulièrement étudié les mécanismes qui permettent l’adaptation d’une espèce à un nouvel environnement, dans le contexte d’une invasion biologique et de l’adaptation des espèces aux changements climatiques et globaux. En effet, pour la première fois, le projet Gaspar a mené une étude sur l’ensemble des espèces habitant des systèmes limitrophes pour identifier les processus sélectionnant celles qui deviendront envahissantes. Cette information est rarement disponible et jusqu’à présent cette approche n’avait jamais été utilisée.
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Chaque prairie est unique. Par exemple, certaines contiennent plus d’espèces que d’autres, certaines sont plus grandes que d’autres. Pourquoi ces différences existent-elles ? Sont-elles dues à des conditions climatiques différentes ? Est-ce dû à la façon dont les prairies sont gérées par les agriculteurs ? En raison des différents sols ? Quel est l’impact de ces différences sur le fonctionnement de ces prairies (comme la production de fourrage par exemple) ? Le
projet Divgrass synthétise des données existantes sur la
diversité végétale des prairies sur l’ensemble de la France, permettant de comparer des situations très différentes et donc d’identifier les facteurs les plus importantes qui expliquent la diversité des prairies, la présence de telle ou telle espèce.
Le projet a proposé une compilation unique de :
- données d’échantillonnage botanique,
- des informations sur le climat, les sols et l’utilisation des terres et
- des informations sur le rôle fonctionnel de chaque espèce de prairie (par exemple, leur capacité à capturer la lumière et à la transformer en énergie).
Divgrass a montré que les différences écologiques ne sont principalement dues à des variables pédologiques et climatiques que lorsque les agriculteurs ont à peine modifié les prairies. Inversement, lorsque la fertilisation est élevée, Divgrass a constaté une homogénéisation écologique des prairies sur l’ensemble du territoire. Ce résultat a une grande importance pour les prévisions du rôle joué par les prairies dans la séquestration du carbone, la régulation de l’eau, etc. Les modèles des sciences de la terre ne tiennent pas encore compte des différences écologiques entre les prairies et négligent l’effet des différentes pratiques agricoles sur le fonctionnement des écosystèmes. Par conséquent, ces conclusions devraient aider à comprendre la réponse des prairies au changement mondial et les effets des prairies sur le fonctionnement du système terrestre.
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La faune du sol est d’une incroyable diversité puisqu’on estime qu’elle représente environ 80 % de la biodiversité animale. Tous ces organismes vivants interagissent fortement avec le milieu dans lequel ils évoluent et assurent des services indispensables en jouant notamment un rôle important dans le fonctionnement du système sol-plante. Parfois véritables « ingénieurs », leurs actions sur les sols sont aussi bien physiques et chimiques que biologiques. Ils modifient sa structure et contrôlent la biodisponibilité de l’eau et des éléments chimiques utiles ou toxiques pour les plantes. Ils établissent des relations mutualistes avec la microflore mais sont aussi, comme les communautés de lombriciens, des témoins de la qualité des sols. L’accroissement des pressions exercées par les activités humaines et les changements climatiques menacent la biodiversité du sol. On observe, par exemple, une diminution de 20 à 90 % de la biomasse de lombrics en trois ans lors de la mise en culture d’une prairie.
Le projet FRB-CESAB Betsi :
- organise une base de données sur les traits fonctionnels de nombreuses espèces animales du sol,
- étudie la réponse des organismes du sol face à des facteurs environnementaux, telles les pressions exercées par les activités humaines : pollution, usage des sols,
- permet le développement d’un outil de bioindication du sol, utilisable par différents acteurs.
L’originalité de ce projet réside dans le développement d’une base de données exceptionnelle sur cette face cachée de la biodiversité. La pluridisciplinarité du consortium permet une large étude de ces organismes.
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