publication . Doctoral thesis . 2015

From communities to meta-communities : decrypting diversity patterns

Chalmandrier, Loic;
Open Access French
  • Published: 11 Jun 2015
  • Publisher: HAL CCSD
  • Country: France
Abstract
Patterns of community diversity refers to the structure of diversity, i.e. its quantification, its distribution and its turnover in space and time. Its study is likely to shed the light on the assembly rules that determined the structure of communities. However, numerous ecological assumptions are often made when studying diversity patterns. What motivated the work was the perspective that by relaxing these assumptions, a number of developments linked to diversity indices and null models are possible and can help to understand the impact of multiple ecological processes on phylogenetic and functional diversity patterns. In a first part we studied the pattern of ...
Subjects
free text keywords: Biostatistics, Alpine vegetation, Spatial scaling, Intraspecific variability, Diversity patterns, Community ecology, Ecology des communautés, Patrons de diversité, Variabilité intraspécifique, Echelle spatiale, Végétation alpine, Biostatistiques, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment
Funded by
EC| TEEMBIO
Project
TEEMBIO
Toward Eco-Evolutionary Models for BIODiversity Scenarios
  • Funder: European Commission (EC)
  • Project Code: 281422
  • Funding stream: FP7 | SP2 | ERC
81 references, page 1 of 6

Introduction 1 1 Contexte général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 La niche écologique et son estimation via les traits et la phylogénie . . . . . 3 3 Règles d'assemblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4 Mesurer et tester la diversité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5 Présupposés lors de l'analyse de patrons de diversité . . . . . . . . . . . . . . 17 6 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Introduction : échelles spatiales et organisationnelles 30 1 Échelle spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2 Échelle organisationnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3 Tirer parti des effets d'échelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2 Spatial scale and intraspecific variability mediate the response of grassland trait diversity to alpine gradients 54 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6 Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 7 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 8 Supplementary materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Introduction : indices de divesité 86 1 Prendre en compte l'abondance des espèces : les nombres de Hill . . . . . . 86 2 Inclusion des similarités interspécifiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3 Plan du chapitre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

5 Unravelling the invisible and quantifying the numerous : the promise of metabarcoding data for studying soil biotia diversity 140 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 5 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 6 Supplementary materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

6 Discussion 167 1 Traits fonctionnels et phylogénie : des dimensions complémentaires de la niche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 2 Multiplier les choix méthodologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 3 Vers des approches plus intégrées ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 4 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

A Articles en tant que co-auteur I 1 A global meta-analysis of the relative extent of intraspecific trait variation in plant communities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II

- Chalmandrier, L., Münkemüller, T., Gallien, L., de Bello, F., Mazel, F., Lavergne, S. & Thuiller, W. 2013. A family of null models to distinguish between environmental filtering and biotic interactions in functional diversity patterns. Journal of Vegetation Science. 24, 853-864. [OpenAIRE]

ALBERT, C., W. THUILLER, N. YOCCOZ, A. SOUDANT, F. BOUCHER, P. SACCONE et S. LAVOREL. 2010b, «Intraspecific functional variability : extent, structure and sources of variation», Journal of Ecology, vol. 98, no 3, p. 604-613. 179

ANACKER, B. L., J. N. KLIRONOMOS, H. MAHERALI, K. O. REINHART et S. Y. STRAUSS. 2014, «Phylogenetic conservatism in plant-soil feedback and its implications for plant abundance», Ecology Letters, vol. 17, no 12, p. 1613-1621. 171

ARAÚJO, M. B., F. FERRI ?YANEZ, F. BOZINOVIC, P. A. MARQUET, F. VALLADARES et S. L. CHOWN. 2013, «Heat freezes niche evolution», Ecology Letters, vol. 16, no 6, p. 1206- 1219. 172, 173

ASHTON, I. W., A. E. MILLER, W. D. BOWMAN et K. N. SUDING. 2010, «Niche complementarity due to plasticity in resource use : plant partitioning of chemical N forms», Ecology, vol. 91, no 11, p. 3252-3260. 169

DE BELLO, F., J. N. PRICE, T. MÜNKEMÜLLER, J. LIIRA, M. ZOBEL, W. THUILLER, P. GERHOLD, L. GÖTZENBERGER, S. LAVERGNE, J. LEPS, K. ZOBEL et M. PÄRTEL. 2012, «Functional species pool framework to test for biotic effects on community assembly», Ecology, vol. 93, no 10, p. 2263-2273. 179

DE BELLO, F. D., S. LAVOREL, S. LAVERGNE, C. H. ALBERT, I. BOULANGEAT, F. MAZEL et W. THUILLER. 2013, «Hierarchical effects of environmental filters on the functional structure of plant communities : a case study in the French Alps», Ecography, vol. 36, p. 393-402. 168, 178

BERNARD-VERDIER, M., O. FLORES, M.-L. NAVAS et E. GARNIER. 2013, «Partitioning phylogenetic and functional diversity into alpha and beta components along an environ-

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Abstract
Patterns of community diversity refers to the structure of diversity, i.e. its quantification, its distribution and its turnover in space and time. Its study is likely to shed the light on the assembly rules that determined the structure of communities. However, numerous ecological assumptions are often made when studying diversity patterns. What motivated the work was the perspective that by relaxing these assumptions, a number of developments linked to diversity indices and null models are possible and can help to understand the impact of multiple ecological processes on phylogenetic and functional diversity patterns. In a first part we studied the pattern of ...
Subjects
free text keywords: Biostatistics, Alpine vegetation, Spatial scaling, Intraspecific variability, Diversity patterns, Community ecology, Ecology des communautés, Patrons de diversité, Variabilité intraspécifique, Echelle spatiale, Végétation alpine, Biostatistiques, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment
Funded by
EC| TEEMBIO
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TEEMBIO
Toward Eco-Evolutionary Models for BIODiversity Scenarios
  • Funder: European Commission (EC)
  • Project Code: 281422
  • Funding stream: FP7 | SP2 | ERC
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Introduction 1 1 Contexte général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 La niche écologique et son estimation via les traits et la phylogénie . . . . . 3 3 Règles d'assemblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4 Mesurer et tester la diversité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5 Présupposés lors de l'analyse de patrons de diversité . . . . . . . . . . . . . . 17 6 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Introduction : échelles spatiales et organisationnelles 30 1 Échelle spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2 Échelle organisationnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3 Tirer parti des effets d'échelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2 Spatial scale and intraspecific variability mediate the response of grassland trait diversity to alpine gradients 54 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6 Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 7 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 8 Supplementary materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Introduction : indices de divesité 86 1 Prendre en compte l'abondance des espèces : les nombres de Hill . . . . . . 86 2 Inclusion des similarités interspécifiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3 Plan du chapitre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

5 Unravelling the invisible and quantifying the numerous : the promise of metabarcoding data for studying soil biotia diversity 140 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 5 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 6 Supplementary materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

6 Discussion 167 1 Traits fonctionnels et phylogénie : des dimensions complémentaires de la niche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 2 Multiplier les choix méthodologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 3 Vers des approches plus intégrées ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 4 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

A Articles en tant que co-auteur I 1 A global meta-analysis of the relative extent of intraspecific trait variation in plant communities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II

- Chalmandrier, L., Münkemüller, T., Gallien, L., de Bello, F., Mazel, F., Lavergne, S. & Thuiller, W. 2013. A family of null models to distinguish between environmental filtering and biotic interactions in functional diversity patterns. Journal of Vegetation Science. 24, 853-864. [OpenAIRE]

ALBERT, C., W. THUILLER, N. YOCCOZ, A. SOUDANT, F. BOUCHER, P. SACCONE et S. LAVOREL. 2010b, «Intraspecific functional variability : extent, structure and sources of variation», Journal of Ecology, vol. 98, no 3, p. 604-613. 179

ANACKER, B. L., J. N. KLIRONOMOS, H. MAHERALI, K. O. REINHART et S. Y. STRAUSS. 2014, «Phylogenetic conservatism in plant-soil feedback and its implications for plant abundance», Ecology Letters, vol. 17, no 12, p. 1613-1621. 171

ARAÚJO, M. B., F. FERRI ?YANEZ, F. BOZINOVIC, P. A. MARQUET, F. VALLADARES et S. L. CHOWN. 2013, «Heat freezes niche evolution», Ecology Letters, vol. 16, no 6, p. 1206- 1219. 172, 173

ASHTON, I. W., A. E. MILLER, W. D. BOWMAN et K. N. SUDING. 2010, «Niche complementarity due to plasticity in resource use : plant partitioning of chemical N forms», Ecology, vol. 91, no 11, p. 3252-3260. 169

DE BELLO, F., J. N. PRICE, T. MÜNKEMÜLLER, J. LIIRA, M. ZOBEL, W. THUILLER, P. GERHOLD, L. GÖTZENBERGER, S. LAVERGNE, J. LEPS, K. ZOBEL et M. PÄRTEL. 2012, «Functional species pool framework to test for biotic effects on community assembly», Ecology, vol. 93, no 10, p. 2263-2273. 179

DE BELLO, F. D., S. LAVOREL, S. LAVERGNE, C. H. ALBERT, I. BOULANGEAT, F. MAZEL et W. THUILLER. 2013, «Hierarchical effects of environmental filters on the functional structure of plant communities : a case study in the French Alps», Ecography, vol. 36, p. 393-402. 168, 178

BERNARD-VERDIER, M., O. FLORES, M.-L. NAVAS et E. GARNIER. 2013, «Partitioning phylogenetic and functional diversity into alpha and beta components along an environ-

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