Effets de la gestion et du climat sur la dynamique des communautés - Développement d'une démographie multi-espèce. – DEMOCOM

Quels sont les mécanismes proximaux – au niveau individuel – sous-jacents à la dynamique des communautés écologiques? Malgré son apparente universalité, cette question occupe toujours les scientifiques. Des modifications dans la diversité et composition des communautés ont été documentées à la suite de changements globaux, mais ces changements restent mal compris. Modéliser les communautés écologiques est difficile de par la dynamique complexe des espèces qui interagissent. Pour éclairer les processus sous-jacents aux modifications dans les communautés, comprendre dans quelle mesure chaque espèce contribue à la direction et l’intensité de ces modifications est d’un intérêt primordial. Par exemple, à la suite d’un changement climatique ou une perturbation humaine, les implications en termes de gestion et de conservation seront très certainement différents si seulement deux ou trois espèces interagissantes sont responsables d’un changement observé dans l’indice de communauté.

Dans le projet DEMOCOM, nous développerons une approche statistique intégrée pour l’estimation et l’inférence dans les communautés via le développement d’une démographique multispécifique originale qui incorporera les interactions et fera le lien explicite entre les métriques basées sur les communautés et les dynamiques individuelles spécifiques. La démographie a pour objectif de capturer la variation dans la taille, l’âge et les stades dé développement dans les populations. Si elle est bien développée pour les dynamiques mono-spécifiques, la démographie n’a reçu que peu d’attention en écologie des communautés.

Nous développerons les méthodes pour analyser les dynamiques multiespèces de populations structurées afin de partitionner la contribution des variations démographiques intraspécifiques et interspécifiques aux changements dans la composition de la communauté (WP1). En particulier, i) nous développerons les analyses de sensibilité à l’échelle des communautés pour explorer comment des changements dans les taux démographiques des espèces affectent la structure et la résilience des communautés, ii) nous étendrons notre cadre déterministe de démographie multiespèce pour accommoder la stochasticité et tenir compte de la variabilité environnementale et iii) nous combinerons les modèles mathématiques structurés des communautés avec des approches statistiques pour intégrer les sources variées d’incertitude.

Motivés par des cas d’étude sur des populations naturelles, nous étudierons le rôle des interactions spécifiques dans le façonnage, à l’échelle de la communauté, de la réponse au changement climatique et aux actions de gestion dans des communautés d’oiseaux, de poissons et de mammifères (WP2). Les données sont la propriété des partenaires du consortium et collectées par eux. De plus, ces cas d’étude ont été sélectionnés pour commencer à travailler sur des systèmes simples dans lesquels nous avons peu d’espèces et les interactions sont relativement bien comprises (oiseaux de mer et thons), puis nous enchainerons sur des systèmes plus complexes dans lesquels nous avons plus d’espèces et les interactions sont moins bien connues (oiseaux communs et loup-ongulés).

Troisièmement, de concert avec les utilisateurs, nous développement un logiciel convivial et générique (sur la plate-forme R) pour assister les biologistes dans leurs études de la structure et la dynamique des communautés via la modélisation démographique multiespèce (WP3).

Globalement, nous adopterons une approche multidisciplinaire au sein de laquelle d’importantes questions en écologie des communautés seront abordées grâce à des méthodes robustes et modernes issues des domaines de la démographie, statistiques et sciences du calcul.