Using plant diversity to reduce vulnerability and increase drought resilience of permanent and sown productive grasslands
Utilisation de la diversité végétale pour réduire la vulnérabilité et accroître la résilience à la sécheresse des prairies productives permanentes et semées
Résumé
Climate change associated with a greater variability of inter- and intra-annual droughts and the occurrence of extreme events act in combination to challenge semi-natural and sown productive grasslands in Europe. Successful plant strategies under drought strongly depend on stress intensity. Drought resistance to maintain leaf growth under moderate stress presents trade-offs with drought survival after growth cessation under life-threatening drought. Substantial intra-specific variability exists in key forage grasses originating from the Mediterranean to the cool-temperate climates and represents a great potential for adaptation of future ecotypes and cultivars to a larger range of drought intensities. Plant species diversity offers an opportunity to stabilize forage production in two ways. First, growth reduction under stress is significantly smaller for diverse compared to simple plant communities because the former offers the opportunity to include drought-resistant (or drought-surviving) species. Second, positive interactions among species increase ecosystem functioning of more diverse plant communities under moderate drought, allowing them to compensate for drought-induced yield reductions. Currently, available cultivars of perennial forage species adapted to dry climate are still rare and only a few forage species are used in productive systems. Thus, both intra- and inter-specific plant diversity should be better valued to reduce vulnerability and increase resilience of productive grasslands.
Le changement climatique est associé à une plus grande variabilité des sécheresses inter et intra-annuelles et à la survenue d'événements extrêmes, qui menacent la résilience des prairies productives semi-naturelles et semées en Europe. Les stratégies des plantes dépendent de l'intensité du stress. Sous stress modéré, la résistance à la sécheresse permet d’assurer le maintien de la croissance des feuilles par évitement de déshydratation. Sous stress intense, les plantes ne peuvent plus pousser ; la survie à la sécheresse dépend de la tolérance à la déshydratation. Il existe donc un compromis fonctionnel entre croissance sous stress modéré et survie sous stress sévère. Une forte variabilité intraspécifique existe au sein des principales graminées fourragères en fonction de leur origine, de la Méditerranée jusqu'aux climats tempérés froids, et représente un grand potentiel pour l'adaptation des futurs écotypes et cultivars à une plus grande gamme d'intensités de sécheresse. La variabilité interspécifique via la diversité des espèces végétales offre aussi une opportunité pour stabiliser la production de fourrage de deux manières. Premièrement, la réduction de la croissance en cas de stress est nettement plus faible pour les communautés végétales diversifiées que pour les communautés mono ou bi-spécifiques, car les premières offrent la possibilité d'inclure des espèces résistantes à la sécheresse (ou qui survivent à la sécheresse). Deuxièmement, les interactions positives entre les espèces améliorent le fonctionnement de l'écosystème des communautés végétales diversifiées en cas de sécheresse modérée, leur permettant de compenser les réductions de rendement induites par la sécheresse. Actuellement, les cultivars disponibles d'espèces fourragères pérennes adaptées au climat sec sont encore rares, et seules quelques espèces fourragères sont utilisées dans les systèmes de production. Ainsi, la diversité végétale intra- et inter-spécifique devrait être mieux valorisée pour réduire la vulnérabilité et augmenter la résilience des prairies productives.