Dans quelle mesure les communautés biologiques situées au-dessus et au-dessous du sol forestier sont-elles connectées ? Dans les forêts de montagne, ces associations restent mal comprises. Bien que les plantes et les microbes du sol interagissent intimement, par exemple par le biais de symbioses ou d’échanges de nutriments, la plupart des preuves de ces associations proviennent des prairies ou de quelques expériences réalisées sur des sites forestiers uniques. Il reste difficile de savoir si de telles associations dans les forêts naturelles sont cohérentes dans des gradients climatiques et environnementaux plus larges.
Une enquête à grande échelle dans les zones climatiques
Pour explorer cela, nous avons analysé les données d’inventaire complètes de 186 parcelles forestières permanentes réparties le long des gradients d’altitude dans trois paysages de montagne, couvrant des zones climatiques subtropicales, tempérées-subtropicales et tempérées. Sur chaque parcelle, nous avons enregistré les communautés végétales ligneuses et herbacées et caractérisé les communautés fongiques et bactériennes du sol à l’aide de métabarcodes. En combinant ces données avec des mesures des propriétés clés du sol et des variables microclimatiques, nous avons quantifié la façon dont la diversité végétale et microbienne était associée aux niveaux de diversité alpha et bêta (différence de composition des espèces), en utilisant les nombres de Hill avec une standardisation de la couverture des échantillons.
Scènes de travail sur le terrain à travers les trois paysages de montagne (photos de Jiayun Zou).
Modèles d’associations de diversité microbienne plantes-sol
Nous avons constaté que les champignons et les plantes du sol avaient des associations de diversité plus fortes que les bactéries et les plantes du sol. Cela était particulièrement prononcé au niveau de la diversité bêta, où les différences dans la composition de la communauté végétale se reflétaient dans les différences dans la composition de la communauté fongique. Cette tendance était cohérente dans les trois paysages, même après avoir pris en compte les influences environnementales communes telles que les conditions du sol et la température. En revanche, les associations de diversité végétale-bactérienne étaient plus faibles et plus variables. Cette différence reflète probablement les relations évolutives plus profondes entre les plantes et les champignons, telles que les associations symbiotiques directes qui vont au-delà de la simple réponse à l’environnement partagé. Les associations de diversité alpha dépendaient davantage du contexte, la diversité fongique étant plus étroitement associée à la diversité des plantes herbacées qu’à la diversité des plantes ligneuses, soulignant les rôles distincts que jouent différentes formes de vie végétale dans la formation des communautés souterraines.
Fructification fongique (Champignons comestibles) à côté des racines des arbres dans la forêt de montagne tempérée, montrant des associations ectomycorhiziennes potentielles avec des plantes (photo de Jiayun Zou).
Associations variables selon les gradients climatiques et altimétriques
La force de ces associations de diversité aérienne et souterraine a changé avec le climat et l’altitude. Dans l’ensemble, les associations ont tendance à être plus fortes dans les forêts de basses latitudes et à des altitudes intermédiaires. Lorsque les conditions abiotiques locales ont été prises en compte, certaines associations se sont affaiblies, mais plusieurs associations plantes-champignons sont restées fortes, ce qui suggère que les interactions biotiques complètent les effets environnementaux abiotiques. Ces résultats ont montré une image nuancée de l’association entre les plantes et les microbes du sol dans les forêts de montagne, et de la manière dont elle est façonnée à la fois par le type d’organisme et par l’environnement local.
Pourquoi c’est important
Comprendre comment les communautés aériennes et souterraines sont associées est essentiel pour prédire comment les forêts réagiront au changement mondial en cours. Étant donné que les communautés microbiennes des plantes et du sol sont liées les unes aux autres, les changements environnementaux affectant une partie du système peuvent également influencer l’autre, soit directement par la modification des conditions abiotiques, soit indirectement par la modification des interactions biotiques. Nos travaux suggèrent également que les zones où ces associations sont particulièrement prononcées, comme les forêts de basse latitude et de moyenne altitude, pourraient être cruciales pour le maintien de la stabilité des écosystèmes. La prise en compte conjointe de la biodiversité aérienne et souterraine pourrait, à terme, contribuer à une conservation plus efficace dans un contexte de changement climatique.
23/04/2026
Comment la diversité microbienne des plantes et des sols est-elle liée dans les forêts de montagne ? |
Jiayun ZouUniversité technique de Munich, discute de son article : Associations de biodiversité entre les communautés aériennes et souterraines dans les forêts de montagne dans différentes régions climatiques
Dans quelle mesure les communautés biologiques situées au-dessus et au-dessous du sol forestier sont-elles connectées ? Dans les forêts de montagne, ces associations restent mal comprises. Bien que les plantes et les microbes du sol interagissent intimement, par exemple par le biais de symbioses ou d’échanges de nutriments, la plupart des preuves de ces associations proviennent des prairies ou de quelques expériences réalisées sur des sites forestiers uniques. Il reste difficile de savoir si de telles associations dans les forêts naturelles sont cohérentes dans des gradients climatiques et environnementaux plus larges.
Une enquête à grande échelle dans les zones climatiques
Pour explorer cela, nous avons analysé les données d’inventaire complètes de 186 parcelles forestières permanentes réparties le long des gradients d’altitude dans trois paysages de montagne, couvrant des zones climatiques subtropicales, tempérées-subtropicales et tempérées. Sur chaque parcelle, nous avons enregistré les communautés végétales ligneuses et herbacées et caractérisé les communautés fongiques et bactériennes du sol à l’aide de métabarcodes. En combinant ces données avec des mesures des propriétés clés du sol et des variables microclimatiques, nous avons quantifié la façon dont la diversité végétale et microbienne était associée aux niveaux de diversité alpha et bêta (différence de composition des espèces), en utilisant les nombres de Hill avec une standardisation de la couverture des échantillons.
Modèles d’associations de diversité microbienne plantes-sol
Nous avons constaté que les champignons et les plantes du sol avaient des associations de diversité plus fortes que les bactéries et les plantes du sol. Cela était particulièrement prononcé au niveau de la diversité bêta, où les différences dans la composition de la communauté végétale se reflétaient dans les différences dans la composition de la communauté fongique. Cette tendance était cohérente dans les trois paysages, même après avoir pris en compte les influences environnementales communes telles que les conditions du sol et la température. En revanche, les associations de diversité végétale-bactérienne étaient plus faibles et plus variables. Cette différence reflète probablement les relations évolutives plus profondes entre les plantes et les champignons, telles que les associations symbiotiques directes qui vont au-delà de la simple réponse à l’environnement partagé. Les associations de diversité alpha dépendaient davantage du contexte, la diversité fongique étant plus étroitement associée à la diversité des plantes herbacées qu’à la diversité des plantes ligneuses, soulignant les rôles distincts que jouent différentes formes de vie végétale dans la formation des communautés souterraines.
Associations variables selon les gradients climatiques et altimétriques
La force de ces associations de diversité aérienne et souterraine a changé avec le climat et l’altitude. Dans l’ensemble, les associations ont tendance à être plus fortes dans les forêts de basses latitudes et à des altitudes intermédiaires. Lorsque les conditions abiotiques locales ont été prises en compte, certaines associations se sont affaiblies, mais plusieurs associations plantes-champignons sont restées fortes, ce qui suggère que les interactions biotiques complètent les effets environnementaux abiotiques. Ces résultats ont montré une image nuancée de l’association entre les plantes et les microbes du sol dans les forêts de montagne, et de la manière dont elle est façonnée à la fois par le type d’organisme et par l’environnement local.
Pourquoi c’est important
Comprendre comment les communautés aériennes et souterraines sont associées est essentiel pour prédire comment les forêts réagiront au changement mondial en cours. Étant donné que les communautés microbiennes des plantes et du sol sont liées les unes aux autres, les changements environnementaux affectant une partie du système peuvent également influencer l’autre, soit directement par la modification des conditions abiotiques, soit indirectement par la modification des interactions biotiques. Nos travaux suggèrent également que les zones où ces associations sont particulièrement prononcées, comme les forêts de basse latitude et de moyenne altitude, pourraient être cruciales pour le maintien de la stabilité des écosystèmes. La prise en compte conjointe de la biodiversité aérienne et souterraine pourrait, à terme, contribuer à une conservation plus efficace dans un contexte de changement climatique.
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