Effets écologiques de la biodiversité

L'effet de complémentarité de niche soutient que lorsque la richesse spécifique (nombre d'espèces différentes dans un écosystème) augmente, une gamme plus large de traits fonctionnels sera représentée, ce qui engendrera une utilisation plus efficace des ressources du milieu, donc une augmentation de la productivité[4]. L'effet de complémentarité de niche est le résultat du partitionnement de la niche[5] - [6].

La facilitation est un mécanisme par lequel certaines espèces aident ou permettent d'autres espèces de s'établir et/ou de croître en modifiant les conditions environnementales de façon qu'elles soient favorables à une concurrence des espèces[7]. Par exemple, certaines plantes vivaces désertiques agissent comme plantes compagnes, favorisant le développement de plantes voisines en minimisant le stress hydrique et de températures[8].

L'effet d'échantillonnage ou l'effet de sélection soutient que l'augmentation de la richesse spécifique augmente la probabilité d'inclure des espèces ayant des traits dominants, ayant des effets démesurés sur le fonctionnement de l'écosystème. L'effet de sélection peut donc avoir un effet positif comme négatif sur le fonctionnement de l'écosystème. Il est maintenant considéré que pour qu’une seule espèce ait un effet dominant sur le fonctionnement de l’écosystème, celle-ci doit modifier le rendement/performance des autres espèces par des interactions biotiques comme la compétition et la facilitation. 

L'hypothèse mass/ratio décrit que l’effet d’une espèce dans le fonctionnement d’un écosystème au niveau de la transformation de la matière et de la circulation de l’énergie est proportionnel à leur contribution à la biomasse de la communauté [9]

La redondance fonctionnelle consiste en la répétition d’espèces ayant les mêmes fonctions sur l’écosystème (espèces redondantes). La disparition d’une ou de plusieurs espèces redondantes n’affecte pas l’écosystème d’une façon significative puisque les espèces redondantes restantes compensent la perte. Donc, plus grand est le nombre d’espèces fonctionnellement similaire dans un écosystème, plus grande est la probabilité qu’au moins une de ces espèces survivent aux changements de l’environnement et maintiennent les propriétés de l’écosystème[10].

L'assurance fonctionnelle soutient que plus grandes sont les variations de réponse entre les espèces dans une communauté, plus bas est le niveau de richesse spécifique requis pour agir comme tampon pour l’écosystème. La variation de réponse entre les espèces agit comme police d’assurance pour l’écosystème, puisque plus grande est la richesse fonctionnelle, plus grandes sont les probabilités qu’au moins une espèce réponde différemment aux variations environnementales et aux perturbations.    

L'effet portfolio ou l'effet de moyenne statistique décrit que les propriétés de la stabilité d’une communauté agrégée comme la productivité de biomasse augmentent avec la diversité d’espèces, simplement, parce que la moyenne statistique de la propriété des espèces. Cet effet est inspiré des portfolios financiers, selon lesquels la variance d’un système sera plus faible que celle de ses constituants plus le nombre de constituants augmente ; donc moins c'est variable, plus c'est stable[11].

L'effet de covariance soutient que la stabilité temporelle d’une communauté dépend aussi des interactions entre les espèces, plus spécifiquement de leur covariance. La covariance mesure comment deux espèces varient conjointement. Lorsque la covariance est positive alors les deux espèces varient (augmentent, diminuent) ensemble ; tandis que lorsque la covariance est négative, une espèce a tendance à augmenter alors que l’autre diminue. Si la covariance est nulle, alors les espèces varient indépendamment ou ne varient pas. En considérant l'équation de stabilité proposée par Clarence (2000), lorsque la somme des covariances diminue tandis que la diversité diminue, la stabilité de la communauté augmente[12].

${\displaystyle S_{T}={\frac {\mu _{T}}{\sigma _{T}}}={\frac {\sum Abondance}{\sqrt {\sum Variance+\sum Covariance}}}}$