Nous savons que les forêts tropicales sont extrêmement importantes, en partie parce qu’elles représentent environ la moitié du stock de carbone aérien des forêts mondiales. Cependant, ce qui est moins clair est l’impact de la diversité des espèces au sein de ces forêts sur leur stock de biomasse (dont environ la moitié est composée de carbone) et leur productivité. Comprendre cette relation est crucial pour les efforts de conservation. Notre recherche vise à démêler ces relations complexes et à étudier comment les perturbations passées causées par les activités forestières influencent ce processus.
Le début de notre recherche
En 1982, un site expérimental a été créé à M’Baïki, en République centrafricaine (l’une des plus anciennes expériences en forêt tropicale !) pour explorer les effets à long terme de l’exploitation sélective (Figure 1). Nous avons profité de ce formidable ensemble de données pour étudier comment la diversité et les perturbations passées affectent la biomasse et la productivité forestière. Notre équipe a cherché à répondre à deux questions principales :
Quel est l’impact de la diversité sur les différentes composantes de la biomasse forestière ?
L’historique des perturbations (exploitation sélective) influence-t-il cette relation ?
Station expérimentale de M’Baïki en République Centrafricaine. Photo d’Adeline Fayolle.
Nous avons émis l’hypothèse que l’impact de la diversité sur la productivité de la biomasse varierait entre les forêts non perturbées et perturbées. Les arbres des forêts non perturbées pourraient présenter une compétition plus équilibrée entre diverses espèces, tandis que dans les forêts perturbées, quelques espèces hautement productives pourraient dominer (on s’attend donc à un effet plus faible de la diversité sur la productivité de la biomasse).
Analyser la biomasse forestière
Pour explorer ces questions, nous avons développé un nouveau cadre pour décomposer la biomasse forestière en trois composantes :
Nombre d’arbres
Volume moyen des arbres
Densité moyenne du bois
Cette approche nous a permis de comprendre l’effet de la diversité sur chaque composante et comment différents mécanismes écologiques (effets de tassement des arbres et d’échantillonnage) influencent la biomasse et la productivité forestière.
Effets d’arborescence et d’échantillonnage
Notre recherche a pris en compte deux mécanismes écologiques critiques : « l’effet de compactage des arbres » et « l’effet d’échantillonnage ».
L’effet d’emballage des arbres fait référence à la façon dont la diversité peut augmenter le nombre et le volume des arbres dans une forêt. Des forêts diversifiées peuvent utiliser l’espace plus efficacement (en raison des différences morphologiques et physiologiques des espèces), en regroupant davantage de végétation dans la même zone.
L’effet d’échantillonnage concerne la composition de la communauté arborescente. Les forêts diversifiées sont plus susceptibles d’inclure des espèces présentant des caractéristiques qui favorisent une productivité élevée, comme les feuillus ou le potentiel d’être plus grandes.
Nous avons utilisé la diversité évolutive car elle rend compte des différences entre les espèces en fonction de leurs relations évolutives plutôt que simplement de leur nombre.
Principales conclusions
Dans les parcelles non perturbées, la biomasse a augmenté au fil du temps en raison d’une augmentation de ses trois composantes (nombre d’arbres, volume moyen d’arbres et densité moyenne du bois), alors que dans les parcelles perturbées, la biomasse a été construite par le volume moyen d’arbres et une diminution en densité du bois.
Même si la biomasse ou la productivité globale n’était pas directement affectée par la diversité dans les forêts non perturbées, la diversité influençait néanmoins certaines composantes de la biomasse. Cela indique que même si la diversité n’a pas modifié la biomasse totale, elle a affecté la façon dont la biomasse était structurée.
Nous avons constaté que les perturbations façonnent les relations biodiversité-fonction de l’écosystème (BEF). Dans les forêts récemment perturbées, il existait une relation négative significative entre la diversité évolutive et la productivité de la biomasse, due à l’effet de tassement des arbres, ce qui indique que les parcelles moins diversifiées présentaient une plus grande productivité de la biomasse. En effet, quelques espèces pionnières dominantes à faible densité de bois, comme le Mulungu (Musanga cécropioïdes), a prospéré immédiatement après les perturbations. La disponibilité accrue de lumière après l’exploitation forestière sélective filtre les espèces capables d’utiliser efficacement les ressources disponibles, favorisant la dominance des espèces pionnières.
Cependant, cet effet a diminué avec le temps, à mesure que la structure et la composition de la forêt se régénéraient. Environ 30 ans après la perturbation, et dans les forêts non perturbées, il n’y avait aucun effet global significatif de la diversité évolutive sur la productivité.
Forêt avec des arbres Mulungu (arbres les plus hauts à gauche). Photo de Sylvie Gourlet-Fleury.
Conclusion
Nos recherches démontrent que la diversité évolutive a un impact sur la productivité forestière par différentes voies écologiques, principalement juste après une perturbation. En l’absence de perturbations, la diversité n’a pas d’impact direct sur les changements dans la biomasse forestière ou sur la productivité, mais affecte néanmoins certaines composantes sous-jacentes. Les perturbations jouent un rôle crucial dans la détermination de la force et de l’orientation de ces relations.
Comprendre ces dynamiques est essentiel pour les stratégies de gestion et de conservation des forêts (par exemple, REDD+). En reconnaissant l’impact de la diversité sur les écosystèmes forestiers, nous pouvons mieux protéger et maintenir ces ressources vitales et soutenir des solutions fondées sur la nature pour atténuer le changement climatique.
Comprendre comment la diversité et les perturbations affectent les stocks de biomasse et la productivité
Nous savons que les forêts tropicales sont incroyablement importantes, en partie parce qu’elles représentent environ la moitié du stock mondial de carbone forestier terrestre. Cependant, ce qui est moins clair, c’est comment la diversité des espèces au sein de ces forêts impacte leurs stocks de biomasse (dont environ la moitié est composée de carbone) et leur productivité. Comprendre cette relation est crucial pour les efforts de conservation. Notre recherche vise à démêler ces relations complexes et à examiner comment les perturbations passées causées par les activités d’exploitation sélective du bois influencent ce processus.
Le début de notre recherche
En 1982, un site expérimental a été établi à M’Baïki, en République Centrafricaine (l’une des plus anciennes expériences de forêt tropicale !) pour explorer les effets à long terme de l’exploitation sélective du bois (Figure 1). Nous avons profité de ce vaste ensemble de données pour enquêter sur la manière dont la diversité et les perturbations passées affectent la biomasse et la productivité des forêts. Notre équipe s’est fixée deux principales questions :
Comment la diversité impacte-t-elle les différents composants de la biomasse forestière ?
L’historique des perturbations (exploitation sélective du bois) influence-t-il cette relation ?
Nous avons émis l’hypothèse que l’impact de la diversité sur la productivité de la biomasse varierait entre les forêts non perturbées et perturbées. Les arbres des forêts non perturbées pourraient afficher une compétition plus équilibrée parmi les espèces diverses, tandis que dans les forêts perturbées, quelques espèces très productives pourraient dominer (d’où un effet plus faible de la diversité sur la productivité de la biomasse est attendu).
Station expérimentale de M’Baïki en République Centrafricaine. Photo par Adeline Fayolle.
Analyser la biomasse forestière
Pour explorer ces questions, nous avons développé un nouveau cadre pour décomposer la biomasse forestière en trois composants :
Nombre d’arbres
Volume moyen des arbres
Densité moyenne du bois
Cette approche nous a permis de comprendre l’effet de la diversité sur chaque composant et comment différents mécanismes écologiques (effet de l’occupation de l’espace de la canopée et effet d’échantillonnage) influencent la biomasse et la productivité des forêts.
Effets de compaction de la canopée et effets d’échantillonnage
Notre recherche a pris en compte deux mécanismes écologiques essentiels : l’effet de l’occupation de l’espace de la canopée et l’effet d’échantillonnage.
L’effet de l’occupation de l’espace de la canopée se réfère à la manière dont la diversité peut augmenter le nombre et le volume des arbres dans une forêt. Les forêts plus diversifiées peuvent utiliser l’espace plus efficacement (en raison des différences morphologiques et physiologiques entre les espèces), en regroupant plus de végétation dans la même zone.
L’effet d’échantillonnage se rapporte à la composition de la communauté d’arbres. Les forêts plus diversifiées ont une probabilité plus élevée d’inclure des espèces aux traits favorisant une haute productivité, comme le bois dur (densité élevée) ou le potentiel d’être plus large.
Nous avons utilisé la diversité évolutive car elle prend en compte les différences entre les espèces basées sur leurs relations évolutives, plutôt que simplement sur leur nombre.
Résultats clés
Dans les parcelles non perturbées, la biomasse a augmenté au fil du temps en raison d’une augmentation de ses trois composants (nombre d’arbres, volume moyen des arbres et densité moyenne du bois), tandis que dans les parcelles perturbées, la biomasse a été augmentée par le volume moyen des arbres et une diminution de la densité du bois.
Bien que la biomasse ou la productivité globale n’ait pas été directement impactée par la diversité dans les forêts non perturbées, la diversité a tout de même influencé certains composants de la biomasse. Cela indique que, bien que la diversité n’ait pas modifié la biomasse totale, elle a affecté la manière dont la biomasse était structurée.
Nous avons constaté que les perturbations impactent les relations entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. Dans les forêts récemment perturbées, il y avait une relation négative significative entre la diversité évolutive et la productivité de la biomasse, induite par l’effet de l’occupation de l’espace de la canopée, indiquant que les parcelles moins diversifiées montraient une plus grande productivité de la biomasse. Cela s’explique par la dominance de quelques espèces pionnières avec une faible densité de bois, telles que le Mulungu (Musanga cécropioïdes), qui prospéraient immédiatement après les perturbations. L’augmentation de la disponibilité de la lumière après l’exploitation sélective filtre les espèces capables d’utiliser efficacement les ressources disponibles, favorisant la domination des espèces pionnières.
Cependant, cet effet a diminué avec le temps, à mesure que la structure et la composition des forêts se régénéraient. Environ 30 ans après la perturbation, et dans les forêts non perturbées, il n’y avait pas d’effet global significatif de la diversité évolutive sur la productivité.
Forêt avec des arbres Mulungu (les plus grands arbres à gauche). Photo par Sylvie Gourlet-Fleury.
Conclusions
Notre recherche démontre que la diversité évolutive impacte la productivité des forêts à travers différentes mécanismes écologiques, principalement juste après une perturbation. En l’absence de perturbations, la diversité n’affecte pas directement les changements de biomasse ou de productivité des forêts, mais influence tout de même certains composants sous-jacents. Les perturbations jouent un rôle crucial dans la détermination de la force et de la direction de ces relations.
Comprendre ces dynamiques est essentiel pour les stratégies de gestion et de conservation des forêts (par exemple, REDD+). En reconnaissant comment la diversité influence les écosystèmes forestiers, nous pouvons mieux protéger et soutenir ces ressources vitales et appuyer les solutions basées sur la nature pour l’atténuation du changement climatique.
10/09/2024
Comprendre comment la diversité et les perturbations affectent le stock de biomasse et la productivité
Erica Rievrs Borges, Institut de recherche pour le développement in France, discusses her article: La diversité évolutive a un impact sur la biomasse et la productivité des forêts tropicales par le biais de voies écologiques induites par les perturbations en anglais et en français.
Comprendre la biodiversité et la biomasse
Nous savons que les forêts tropicales sont extrêmement importantes, en partie parce qu’elles représentent environ la moitié du stock de carbone aérien des forêts mondiales. Cependant, ce qui est moins clair est l’impact de la diversité des espèces au sein de ces forêts sur leur stock de biomasse (dont environ la moitié est composée de carbone) et leur productivité. Comprendre cette relation est crucial pour les efforts de conservation. Notre recherche vise à démêler ces relations complexes et à étudier comment les perturbations passées causées par les activités forestières influencent ce processus.
Le début de notre recherche
En 1982, un site expérimental a été créé à M’Baïki, en République centrafricaine (l’une des plus anciennes expériences en forêt tropicale !) pour explorer les effets à long terme de l’exploitation sélective (Figure 1). Nous avons profité de ce formidable ensemble de données pour étudier comment la diversité et les perturbations passées affectent la biomasse et la productivité forestière. Notre équipe a cherché à répondre à deux questions principales :
Nous avons émis l’hypothèse que l’impact de la diversité sur la productivité de la biomasse varierait entre les forêts non perturbées et perturbées. Les arbres des forêts non perturbées pourraient présenter une compétition plus équilibrée entre diverses espèces, tandis que dans les forêts perturbées, quelques espèces hautement productives pourraient dominer (on s’attend donc à un effet plus faible de la diversité sur la productivité de la biomasse).
Analyser la biomasse forestière
Pour explorer ces questions, nous avons développé un nouveau cadre pour décomposer la biomasse forestière en trois composantes :
Cette approche nous a permis de comprendre l’effet de la diversité sur chaque composante et comment différents mécanismes écologiques (effets de tassement des arbres et d’échantillonnage) influencent la biomasse et la productivité forestière.
Effets d’arborescence et d’échantillonnage
Notre recherche a pris en compte deux mécanismes écologiques critiques : « l’effet de compactage des arbres » et « l’effet d’échantillonnage ».
Nous avons utilisé la diversité évolutive car elle rend compte des différences entre les espèces en fonction de leurs relations évolutives plutôt que simplement de leur nombre.
Principales conclusions
Dans les parcelles non perturbées, la biomasse a augmenté au fil du temps en raison d’une augmentation de ses trois composantes (nombre d’arbres, volume moyen d’arbres et densité moyenne du bois), alors que dans les parcelles perturbées, la biomasse a été construite par le volume moyen d’arbres et une diminution en densité du bois.
Même si la biomasse ou la productivité globale n’était pas directement affectée par la diversité dans les forêts non perturbées, la diversité influençait néanmoins certaines composantes de la biomasse. Cela indique que même si la diversité n’a pas modifié la biomasse totale, elle a affecté la façon dont la biomasse était structurée.
Nous avons constaté que les perturbations façonnent les relations biodiversité-fonction de l’écosystème (BEF). Dans les forêts récemment perturbées, il existait une relation négative significative entre la diversité évolutive et la productivité de la biomasse, due à l’effet de tassement des arbres, ce qui indique que les parcelles moins diversifiées présentaient une plus grande productivité de la biomasse. En effet, quelques espèces pionnières dominantes à faible densité de bois, comme le Mulungu (Musanga cécropioïdes), a prospéré immédiatement après les perturbations. La disponibilité accrue de lumière après l’exploitation forestière sélective filtre les espèces capables d’utiliser efficacement les ressources disponibles, favorisant la dominance des espèces pionnières.
Cependant, cet effet a diminué avec le temps, à mesure que la structure et la composition de la forêt se régénéraient. Environ 30 ans après la perturbation, et dans les forêts non perturbées, il n’y avait aucun effet global significatif de la diversité évolutive sur la productivité.
Conclusion
Nos recherches démontrent que la diversité évolutive a un impact sur la productivité forestière par différentes voies écologiques, principalement juste après une perturbation. En l’absence de perturbations, la diversité n’a pas d’impact direct sur les changements dans la biomasse forestière ou sur la productivité, mais affecte néanmoins certaines composantes sous-jacentes. Les perturbations jouent un rôle crucial dans la détermination de la force et de l’orientation de ces relations.
Comprendre ces dynamiques est essentiel pour les stratégies de gestion et de conservation des forêts (par exemple, REDD+). En reconnaissant l’impact de la diversité sur les écosystèmes forestiers, nous pouvons mieux protéger et maintenir ces ressources vitales et soutenir des solutions fondées sur la nature pour atténuer le changement climatique.
Comprendre comment la diversité et les perturbations affectent les stocks de biomasse et la productivité
Erica Rievrs Borges, de l’Institut de recherche pour le développement en France, discute de son article: La diversité évolutive a un impact sur la biomasse et la productivité des forêts tropicales par le biais de voies écologiques induites par les perturbations
Comprendre la biodiversité et la biomasse
Nous savons que les forêts tropicales sont incroyablement importantes, en partie parce qu’elles représentent environ la moitié du stock mondial de carbone forestier terrestre. Cependant, ce qui est moins clair, c’est comment la diversité des espèces au sein de ces forêts impacte leurs stocks de biomasse (dont environ la moitié est composée de carbone) et leur productivité. Comprendre cette relation est crucial pour les efforts de conservation. Notre recherche vise à démêler ces relations complexes et à examiner comment les perturbations passées causées par les activités d’exploitation sélective du bois influencent ce processus.
Le début de notre recherche
En 1982, un site expérimental a été établi à M’Baïki, en République Centrafricaine (l’une des plus anciennes expériences de forêt tropicale !) pour explorer les effets à long terme de l’exploitation sélective du bois (Figure 1). Nous avons profité de ce vaste ensemble de données pour enquêter sur la manière dont la diversité et les perturbations passées affectent la biomasse et la productivité des forêts. Notre équipe s’est fixée deux principales questions :
Nous avons émis l’hypothèse que l’impact de la diversité sur la productivité de la biomasse varierait entre les forêts non perturbées et perturbées. Les arbres des forêts non perturbées pourraient afficher une compétition plus équilibrée parmi les espèces diverses, tandis que dans les forêts perturbées, quelques espèces très productives pourraient dominer (d’où un effet plus faible de la diversité sur la productivité de la biomasse est attendu).
Analyser la biomasse forestière
Pour explorer ces questions, nous avons développé un nouveau cadre pour décomposer la biomasse forestière en trois composants :
Cette approche nous a permis de comprendre l’effet de la diversité sur chaque composant et comment différents mécanismes écologiques (effet de l’occupation de l’espace de la canopée et effet d’échantillonnage) influencent la biomasse et la productivité des forêts.
Effets de compaction de la canopée et effets d’échantillonnage
Notre recherche a pris en compte deux mécanismes écologiques essentiels : l’effet de l’occupation de l’espace de la canopée et l’effet d’échantillonnage.
Nous avons utilisé la diversité évolutive car elle prend en compte les différences entre les espèces basées sur leurs relations évolutives, plutôt que simplement sur leur nombre.
Résultats clés
Dans les parcelles non perturbées, la biomasse a augmenté au fil du temps en raison d’une augmentation de ses trois composants (nombre d’arbres, volume moyen des arbres et densité moyenne du bois), tandis que dans les parcelles perturbées, la biomasse a été augmentée par le volume moyen des arbres et une diminution de la densité du bois.
Bien que la biomasse ou la productivité globale n’ait pas été directement impactée par la diversité dans les forêts non perturbées, la diversité a tout de même influencé certains composants de la biomasse. Cela indique que, bien que la diversité n’ait pas modifié la biomasse totale, elle a affecté la manière dont la biomasse était structurée.
Nous avons constaté que les perturbations impactent les relations entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. Dans les forêts récemment perturbées, il y avait une relation négative significative entre la diversité évolutive et la productivité de la biomasse, induite par l’effet de l’occupation de l’espace de la canopée, indiquant que les parcelles moins diversifiées montraient une plus grande productivité de la biomasse. Cela s’explique par la dominance de quelques espèces pionnières avec une faible densité de bois, telles que le Mulungu (Musanga cécropioïdes), qui prospéraient immédiatement après les perturbations. L’augmentation de la disponibilité de la lumière après l’exploitation sélective filtre les espèces capables d’utiliser efficacement les ressources disponibles, favorisant la domination des espèces pionnières.
Cependant, cet effet a diminué avec le temps, à mesure que la structure et la composition des forêts se régénéraient. Environ 30 ans après la perturbation, et dans les forêts non perturbées, il n’y avait pas d’effet global significatif de la diversité évolutive sur la productivité.
Conclusions
Notre recherche démontre que la diversité évolutive impacte la productivité des forêts à travers différentes mécanismes écologiques, principalement juste après une perturbation. En l’absence de perturbations, la diversité n’affecte pas directement les changements de biomasse ou de productivité des forêts, mais influence tout de même certains composants sous-jacents. Les perturbations jouent un rôle crucial dans la détermination de la force et de la direction de ces relations.
Comprendre ces dynamiques est essentiel pour les stratégies de gestion et de conservation des forêts (par exemple, REDD+). En reconnaissant comment la diversité influence les écosystèmes forestiers, nous pouvons mieux protéger et soutenir ces ressources vitales et appuyer les solutions basées sur la nature pour l’atténuation du changement climatique.
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