Nina Wurzburger discute nouvelle recherche explorer les impacts des fixateurs d’azote sur les espèces d’arbres dans la restauration des forêts tempérées. En trouvant des preuves d’un effet néfaste de la fixation de l’azote sur la biomasse du chêne et du caryer, Wurzburger et ses collègues suggèrent des techniques de gestion pour gérer les cycles de l’azote forestier.
Fixation de l’azote : un cours accéléré
Les plantes fixatrices d’azote sont la réponse de la nature aux engrais. Ces plantes s’associent à des bactéries spéciales qui convertissent l’azote atmosphérique en échange de sucres végétaux. Suite à une perturbation, les arbres fixateurs d’azote ont tendance à proliférer dans les forêts et peuvent fixer une quantité importante d’azote avant d’être remplacés par des arbres de fin de succession.
On a supposé que les arbres fixateurs d’azote profitent aux forêts car l’azote limite généralement la croissance des arbres. Mais, l’augmentation de l’intensité de l’utilisation des terres crée un habitat plus approprié pour ces fixateurs d’azote, les rendant de plus en plus dominants dans les forêts en rétablissement. Les fixateurs d’azote peuvent-ils fixer trop d’azote pour le bien de la forêt ?
Notre étude
Dans notre étude récente, nous avons examiné si la présence de fixateurs d’azote suite à l’utilisation des terres affecte le rétablissement à long terme d’une forêt tempérée de l’est des États-Unis. Nous avons constaté que la relation entre le criquet noir, un arbre indigène fixateur d’azote, et le rétablissement de la forêt dépendait du degré de perturbation et des espèces d’arbres d’intérêt. L’érable rouge et le peuplier tulipe gagnaient plus de biomasse si le criquet noir était abondant au début de la succession, en particulier après des niveaux élevés d’extraction de bois.
Dans ce même scénario, cependant, la biomasse du chêne et du caryer a rapidement diminué. En fait, le chêne et le caryer n’ont gagné en biomasse que dans les peuplements où le robinier était auparavant abondant après de faibles niveaux d’extraction de bois. Ces résultats suggèrent que dans le cadre de pratiques courantes d’utilisation des terres, telles que des niveaux élevés d’extraction de bois, les forêts de chênes et de caryers perdent leur prédominance au profit de l’érable rouge et du peuplier tulipe, en partie en raison de leurs réponses distinctes aux fixateurs d’azote de succession précoce.
Conséquences
Pourquoi le chêne et le caryer réagiraient-ils différemment à la fixation de l’azote par rapport à l’érable et au peuplier tulipier? Notre travail suggère que la réponse réside en partie dans leurs racines. Les racines de chêne et de hickory s’associent à ectomycorhizien les champignons, un groupe de champignons qui investissent de l’énergie pour acquérir de l’azote à partir de matières organiques difficiles à dégrader. Cette stratégie assure un accès lent mais régulier à l’azote, ce qui donne à ces arbres un avantage concurrentiel lorsqu’ils poussent dans des sols à faible teneur en azote disponible.
En revanche, les racines de l’érable rouge et du peuplier tulipier s’associent à mycorhizien arbusculaire les champignons, un groupe de champignons qui investissent moins d’énergie pour acquérir l’azote du sol déjà disponible. Cette stratégie complète la croissance rapide des arbres, leur offrant un avantage concurrentiel lorsque les sols disposent d’une grande quantité d’azote disponible, comme ceux où les fixateurs d’azote étaient autrefois dominants.
Gérer la fixation de l’azote
Les forêts de chênes et de caryers fournissent de précieux services écosystémiques à l’est des États-Unis, mais elles sont en déclin. Peut-on gérer le cycle de l’azote de ces forêts pour éviter leur perte ? La réponse est peut-être, et ce ne sera pas facile. Une solution pourrait être de réduire l’abondance du robinier après la récolte du bois, car cela empêcherait de nouveaux apports d’azote de se fixer.
Cependant, le criquet noir a des graines à longue durée de vie et peut germer vigoureusement à partir du porte-greffe, ce qui le rend difficile, voire impossible, à réduire. Une autre solution consiste à récolter le chêne et le noyer à de faibles niveaux pour créer les conditions dans lesquelles le robinier profite de leur rétablissement.
Nos résultats suggèrent que cela nécessiterait de couper moins de la moitié des chênes désirables, et pas plus, dans une forêt mature typique de la région. Étant donné que l’azote s’est également accumulé dans les forêts en raison des dépôts atmosphériques, même l’absence de gestion forestière est susceptible d’entraîner une lente perte de chênes et de caryers.
Cependant, nous disposons d’un outil pour réduire l’azote dans l’écosystème, et il est utilisé depuis des millénaires par les peuples autochtones : le brûlage dirigé régulier. Le brûlage dirigé est actuellement considéré comme un outil pour soutenir les forêts de chênes et de caryers en éliminant les semis d’espèces indésirables, mais son rôle dans l’élimination de l’azote pourrait être davantage apprécié.
Lire l’article complet sur le libre accès « La dominance mycorhizienne des forêts dépend de l’utilisation historique des terres et des arbres fixateurs d’azote » dans Journal d’écologie appliquée