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21/10/2024

La diversité des espèces d’arbres peut-elle rendre notre forêt plus résiliente au changement climatique ?


Eugénie Mas, du Smithsonian Tropical Research Institute (@MasPlantphys) revient sur son article : Les effets de la sécheresse dans les forêts méditerranéennes ne sont pas atténués par la répartition des sources d’eau en fonction de la diversité

Les forêts sont des écosystèmes uniques dans lesquels chaque espèce animale, végétale et micro-organisme interagit ensemble pour fournir de nombreux services, appelés services écosystémiques. Ces services peuvent bénéficier aux humains directement via la production de bois, mais aussi indirectement car les plantes stockent chaque année près d’un tiers des émissions mondiales de carbone anthropique. Cependant, l’aggravation des épisodes de sécheresse, notamment en été, met en danger cet écosystème fragile, provoquant un dépérissement accru des forêts à l’échelle mondiale. Il est donc essentiel de préparer les forêts aux futures conditions climatiques.

Photo du parc naturel du Haut Tajo en Espagne. Photo d’Alex Tunas.

Avoir le bon voisin

Il est souvent préconisé de privilégier les forêts mixtes plutôt que les forêts monospécifiques pour réduire la vulnérabilité des forêts à la sécheresse. Différentes espèces d’arbres pourraient avoir des interactions positives en partageant les ressources aériennes ou souterraines. Par exemple, différentes profondeurs d’enracinement réduisent la compétition pour l’eau lorsque l’humidité du sol diminue (par exemple, séparation des sources d’eau). En revanche, les arbres présentant des caractéristiques similaires seront en compétition pour ces ressources. Par conséquent, les interactions arbre-arbre peuvent être bénéfiques pour les deux, pour une seule espèce en interaction, ou pour aucune d’entre elles. De plus, les interactions bénéfiques peuvent passer du positif au négatif lorsque les conditions environnementales se détériorent.

Exemple théorique de mécanismes d’interaction positifs (a. Division de niche et b. Facilitation) et négatifs (c. Compétition) entre espèces d’arbres se produisant dans des forêts mixtes ou monospécifiques.

Comment évaluer l’effet sur la diversité des espèces dans la forêt naturelle

Les interactions entre les arbres sont complexes et dépendent de nombreux facteurs, ce qui rend difficile la compréhension du rôle de la diversité des espèces d’arbres sur la vulnérabilité des forêts à la sécheresse. De nombreuses études ont confirmé le pouvoir de la diversité : plus le voisin est différent, plus la forêt est productive et résiliente aux sécheresses. Cependant, ces études basaient leurs conclusions exclusivement sur des caractéristiques hydrauliques aériennes, telles que la transpiration ou la croissance des arbres, ignorant les interactions entre les espèces se produisant sous terre (par exemple, la répartition des sources d’eau). Par conséquent, il est important d’évaluer la profondeur d’absorption de l’eau pour obtenir une image complète des interactions entre les arbres dans les forêts naturelles.

Photo d’une monoculture de chênes (à gauche) et d’un mélange de quatre espèces (à droite). Photos par Alex Tunas.

Des résultats controversés

À l’aide d’un réseau de 30 parcelles permanentes dans des forêts méditerranéennes présentant une diversité croissante d’espèces d’arbres (de monospécifiques à des mélanges de quatre espèces), nous avons examiné les schémas saisonniers de sur place les relations entre le carbone aérien et l’eau, et les sources d’eau souterraines pour 265 arbres de quatre espèces de pins et de chênes sur deux ans. Nous avons constaté que la diversité croissante des espèces dans les mélanges de feuillus et de conifères induisait une forte répartition des sources d’eau du sol entre les espèces de chênes et de pins. À mesure que les conditions devenaient plus sèches au cours de l’été dans les peuplements mixtes, les espèces de chênes puisaient l’eau des sources plus profondes du sol, tandis que les pins étaient systématiquement limités aux sources peu profondes. Malgré une répartition significative des sources d’eau souterraines, des réductions plus importantes des caractéristiques hydrauliques aériennes (par exemple, transpiration) induites par la sécheresse ont toujours été observées dans des parcelles diverses par rapport aux parcelles monospécifiques. Par conséquent, un voisin différent pendant les sécheresses n’est pas nécessairement positif, surtout si les espèces d’arbres impliquées dans le mélange sont plus vulnérables à la sécheresse.

Aridité du sol, potentiel hydrique des feuilles avant l’aube (Ψavant l’aube), et la conductance stomatique (gs) en fonction de la répartition des sources d’eau pour les espèces de chênes et de pins dans les forêts monospécifiques et mixtes.

Conclusion

L’augmentation de la biodiversité dans les forêts pourrait apporter de nombreux services écosystémiques positifs en améliorant la résistance aux épidémies de ravageurs ou en augmentant la production de bois. Cependant, dans des sols plus secs et humides, l’effet de la diversité des espèces est plus nuancé en raison de sa sensibilité à l’identité des espèces, à leurs caractéristiques et aux conditions environnementales. Davantage de recherches sur différents écosystèmes forestiers (c.-à-d. tempérés, boréaux, arides, etc.) et sur les mélanges d’espèces sont essentielles pour améliorer notre compréhension des relations complexes entre voisins dans les forêts naturelles afin de mieux préparer les forêts aux défis à venir.





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