微気候変調：生態系の機能に対する植物の多様性の影響に影響を与える見過ごされているメカニズム

気候と生物多様性の変化は、生態系構造と機能の主要なグローバルな変化ドライバーとして広く認識されており、人口に提供される生態系サービスにも影響します。植物の多様性の増加は、生態系の機能と安定性を高めるだけでなく、気候変動の影響を緩和し、極端な気象条件を緩和しますが、根本的なメカニズムはほとんど不明のままです。最近の研究では、植物の多様性が、焦点生態系のさまざまなコンパートメントにおける気候変動（たとえば、温度変動または微気候の影響を介して干ばつを減らす）を軽減できることが示されています。しかし、これらの潜在的な植物の多様性誘発性微気候効果は十分に理解されていません。ここでは、理論とシミュレーションアプローチの組み合わせを使用して、広く文書化された生物多様性生態系機能（BEF）関係に寄与する潜在的なメカニズムとして機能する生態系の植物の多様性による微気候修正による気候変調の結果を調査しました。生態系レベルの炭素交換から、個体群のダイナミクスや特定の生物の活性を含む土壌酵素活性に至るまで、さまざまなレベルの統合レベルで、多様な一連の応答変数に焦点を当てました。ここでは、多くの植物種で構成される植生層が、微気候条件の修正を通じて生態系の機能と安定性に影響を与える可能性があることを実証し、したがって、生態系機能に対する気候極端の悪影響を軽減します。微気候プロセス（温度、湿度、光変調など）をBEF関係に寄与するメカニズムとして統合することは、生態系の機能に及ぼす影響の理解を改善し、将来の生態系構造、機能、サービスをよりよく予測するための有望な手段です。さらに、微気候管理と監視は、生態系を気候変動に適応させるための実務家による潜在的なツールと見なされるべきです。

Changes in climate and biodiversity are widely recognized as primary global change drivers of ecosystem structure and functioning, also affecting ecosystem services provided to human populations. Increasing plant diversity not only enhances ecosystem functioning and stability but also mitigates climate change effects and buffers extreme weather conditions, yet the underlying mechanisms remain largely unclear. Recent studies have shown that plant diversity can mitigate climate change (e.g. reduce temperature fluctuations or drought through microclimatic effects) in different compartments of the focal ecosystem, which as such may contribute to the effect of plant diversity on ecosystem properties and functioning. However, these potential plant diversity-induced microclimate effects are not sufficiently understood. Here, we explored the consequences of climate modulation through microclimate modification by plant diversity for ecosystem functioning as a potential mechanism contributing to the widely documented biodiversity-ecosystem functioning (BEF) relationships, using a combination of theoretical and simulation approaches. We focused on a diverse set of response variables at various levels of integration ranging from ecosystem-level carbon exchange to soil enzyme activity, including population dynamics and the activity of specific organisms. Here, we demonstrated that a vegetation layer composed of many plant species has the potential to influence ecosystem functioning and stability through the modification of microclimatic conditions, thus mitigating the negative impacts of climate extremes on ecosystem functioning. Integrating microclimatic processes (e.g. temperature, humidity and light modulation) as a mechanism contributing to the BEF relationships is a promising avenue to improve our understanding of the effects of climate change on ecosystem functioning and to better predict future ecosystem structure, functioning and services. In addition, microclimate management and monitoring should be seen as a potential tool by practitioners to adapt ecosystems to climate change.