Causal networks of phytoplankton diversity and biomass are modulated by environmental context - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Nature Communications Année : 2022

Causal networks of phytoplankton diversity and biomass are modulated by environmental context

Chun-Wei Chang
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Takeshi Miki
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Hao Ye
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Rita Adrian
Helen Agasild
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Syuhei Ban
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Yaron Be'Eri-Shlevin
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Yin-Ru Chiang
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Heidrun Feuchtmayr
Gideon Gal
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Satoshi Ichise
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Maiko Kagami
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Michio Kumagai
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Xin Liu
Shin-Ichiro S. Matsuzaki
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Marina M. Manca
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Peeter Nõges
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Roberta Piscia
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Michela Rogora
Fuh-Kwo Shiah
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Stephen J. Thackeray
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Claire E. Widdicombe
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Jiunn-Tzong Wu
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Tamar Zohary
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Chih-Hao Hsieh
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Résumé

Untangling causal links and feedbacks among biodiversity, ecosystem functioning, and environmental factors is challenging due to their complex and context-dependent interactions (e.g., a nutrient-dependent relationship between diversity and biomass). Consequently, studies that only consider separable, unidirectional effects can produce divergent conclusions and equivocal ecological implications. To address this complexity, we use empirical dynamic modeling to assemble causal networks for 19 natural aquatic ecosystems (N24~N58) and quantified strengths of feedbacks among phytoplankton diversity, phytoplankton biomass, and environmental factors. Through a cross-system comparison, we identify macroecological patterns; in more diverse, oligotrophic ecosystems, biodiversity effects are more important than environmental effects (nutrients and temperature) as drivers of biomass. Furthermore, feedback strengths vary with productivity. In warm, productive systems, strong nitrate-mediated feedbacks usually prevail, whereas there are strong, phosphate-mediated feedbacks in cold, less productive systems. Our findings, based on recovered feedbacks, highlight the importance of a network view in future ecosystem management.
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insu-03664870 , version 1 (11-05-2022)

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Paternité

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Citer

Chun-Wei Chang, Takeshi Miki, Hao Ye, Sami Souissi, Rita Adrian, et al.. Causal networks of phytoplankton diversity and biomass are modulated by environmental context. Nature Communications, 2022, 13 (1), ⟨10.1038/s41467-022-28761-3⟩. ⟨insu-03664870⟩
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