Pourquoi les plantes des zones humides sont très productives?

Les plantes de zones humides semblent très productives malgré un spectre lumineux moindre que celles des terrestres. L'économie spectrale des feuilles pour les plantes peut non seulement être appliquée aux écosystèmes terrestres, tels que les forêts et les prairies, mais aussi aux zones humides. Ces éléments biologiques ont été démontrés par les scientifiques de l'environnement de l'Université de Leiden (Pays-Bas), avec des résultats publiés dans Nature Communications qui aident à expliquer la productivité élevée des plantes dans les écosystèmes palustres des zones humides.

La plante de zone humide Hippuris vulgaris dans son écosystème hydrophile à aquatique. Cette plante oxygénante est très active.

Les caractères de spectre d'économie des feuilles des plantes hydrophytes et hygrophytes sont un groupe de traits qui indiquent la stratégie de la plante pour gérer l'approvisionnement en nutriments de son habitat. Ces caractéristiques foliaires comprennent la teneur en éléments nutritifs des feuilles, le taux de photosynthèse, le taux de respiration sombre et la durée de vie des feuilles.

Des études antérieures ont montré que les caractères économiques des feuilles sont mathématiquement liés les uns aux autres et peuvent être projetés sur un spectre unifié de soi-disant économie des feuilles en fonction des conditions de leur habitat. Par exemple, les plantes provenant d'habitats riches en nutriments ont généralement une teneur en éléments nutritifs plus élevée, un taux de respiration photosynthétique et sombre plus rapide, mais une durée de vie des feuilles plus courte.

Ce modèle peut s'expliquer par le fait que les habitats riches en nutriments permettent à la plante d'avoir un taux métabolique élevé et de retourner le coût de la construction des feuilles dans un court laps de temps. Ces plantes occupent donc l'extrémité à retour rapide du spectre. D'un autre côté, les plantes provenant d'habitats pauvres en éléments nutritifs montrent une tendance inverse avec une teneur en éléments nutritifs des feuilles inférieure, une photosynthèse plus lente et une plus longue durée de vie des feuilles. C'est pourquoi ils occupent l'extrémité du spectre à retour lent.

Le spectre de l'économie des feuilles peut être appliqué à divers écosystèmes terrestres non humides à l'échelle mondiale, tels que les forêts et les prairies. Le premier auteur de l'étude, Yingji Pan, déclare : "Cependant, les gens ne savent pas si et comment le spectre de l'économie des feuilles existe également dans les plantes des zones humides à l'échelle mondiale. Sur la base de notre base de données mondiale sur les caractères des plantes des zones humides nouvellement compilée, nous avons révélé que l'économie des feuilles le spectre est également valable dans les zones humides".

L'étude étend la théorie du spectre de l'économie des feuilles à l'écologie des zones humides, montrant comment elle s'écarte des écosystèmes terrestres, car il a été démontré que les plantes des zones humides ont généralement une stratégie de retour rapide. Étant donné que l'analyse était basée sur une base de données mondiale, cela semble être une caractéristique générique des zones humides. Cela fournit une explication basée sur des traits pour les observations selon lesquelles les zones humides ont des taux d'herbivores élevés et une productivité généralement élevée, tous deux stimulés par des stratégies de retour.

✅ Plusieurs théories de stratégies écologiques ont été proposées dans le but de classer les espèces en catégories fonctionnelles ou de les positionner dans un spectre de caractéristiques écologiques. Depuis les années 1990, des campagnes de mesures systématiques des caractéristiques morphologiques, biochimiques, phénologiques et physiologiques des plantes sont réalisées par les écologues. Cette méthode de "screening" lors de l'élaboration de la théorie C-S-R (Compétiteurs - tolérance au stress - rudérales) demande un nombre restreint de traits (caractères) qui a depuis été poursuivie par de nombreux chercheurs partout dans le monde.

Récemment, le traitement des données récoltées sur l'ensemble de la planète a effectivement fait apparaître un ensemble de covariations de certains traits foliaires opérant indépendamment des formes de croissance, des types fonctionnels ou des biomes. Le spectre d'économie foliaire en fait partie. Il est vu comme la représentation d'un trade-off universel entre la maximisation du taux de retour sur investissement et l'allongement de la durée des bénéfices issus de l'investissement.

À une extrémité de ce spectre, se trouve une stratégie à retour sur investissement rapide, effective grâce à des traits foliaires permettant une acquisition rapide des ressources et un fort taux de croissance. A l'autre extrémité, on trouve une stratégie d'investissement sur le long terme, caractérisée par des traits qui ne permettent pas un taux de croissance rapide mais une bonne conservation des ressources. En d'autres termes, ces résultats décrivent le compromis entre l'acquisition rapide des nutriments et leur conservation. De ce compromis émerge donc deux grands types de stratégie : une stratégie de court terme (fast economics) et une stratégie de long terme (slow economics).