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Nutrient cycling and self‐regulation determine food web stability
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International audience. To understand ecosystems, an integrative approach combining functional ecology and community ecology is required. Nutrient cycling is a good example since it links each organism to the major flows of materials in ecosystems. Together with the demographic processes governing the mortality of organisms (and hence their nutrient losses) such as self-regulation, nutrient recycling has a major impact on ecosystem dynamics and stability. By considering stochastic perturbations in the vicinity of the equilibrium affecting the top species in a food chain, we assessed stability based on the temporal variability in the different compartments of the food chain for different recycling efficiencies and self-regulation intensities. Our results show that nutrient cycling always has a destabilising effect on perturbed species, while lower trophic levels are stabilised or destabilised depending on their trophic distance from the perturbed species. Thus, for species at odd distances from the top species, nutrient cycling is stabilising, whereas for species at even distances, nutrient cycling is destabilising. Self-regulation generally stabilises systems, unless its effects are too strong. Finally, nutrient cycling and self-regulation have opposite effects because nutrient cycling dampens the stabilising effect of self-regulation. Considering these two phenomena together is necessary to assess the effects of perturbations on species dynamics and thus to understand the overall response of ecosystems in the context of global changes. . Pour comprendre les écosystèmes, une approche intégrative combinant écologie fonctionnelle et écologie des communautés est nécessaire. Le recyclage des nutriments en est un bon exemple puisqu'il relie chaque organisme aux principaux flux de matières dans les écosystèmes. Associé aux processus démographiques régissant la mortalité des organismes (et donc leurs pertes de nutriments) tels que l'autorégulation, le recyclage des nutriments a un impact majeur sur la dynamique et la stabilité des écosystèmes. En considérant des perturbations stochastiques au voisinage de l'équilibre affectant les espèces en sommet de chaîne, nous avons mesuré la stabilité par la variabilité temporelle des différents compartiments de la chaîne alimentaire pour différentes efficacités de recyclage et intensités d'autorégulation. Nos résultats montrent que le recyclage des nutriments a toujours un effet déstabilisant sur les espèces perturbées tandis que les niveaux trophiques inférieurs sont stabilisés ou déstabilisés en fonction de leur distance trophique par rapport à l'espèce perturbée. Ainsi, pour les espèces situées à distance impaire de l'espèce en sommet de chaîne, le recyclage des nutriments est stabilisant alors que pour les espèces situées à distance paire, le recyclage des nutriments est déstabilisant. L'autorégulation stabilise généralement le système, sauf si ses effets sont trop forts. Enfin, le recyclage des nutriments et l'autorégulation ont des effets opposés car le recyclage des nutriments atténue l'effet stabilisateur de l'autorégulation. Il est nécessaire de considérer ces deux phénomènes ensemble pour évaluer les effets des perturbations sur la dynamique des espèces et donc pour comprendre la réponse générale des écosystèmes dans le contexte actuel des changements globaux.
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