Selon une étude publiée aujourd’hui dans eLife.
Les résultats suggèrent que les interactions complexes entre les arbres et d’autres organismes doivent être soigneusement prises en compte lors de la détermination de la combinaison d’arbres dans une forêt pour assurer le maintien d’un écosystème fonctionnel.
La diversité est essentielle à des écosystèmes sains. Les forêts composées d’une variété d’espèces d’arbres sont plus productives, car elles utilisent plus efficacement les ressources. En effet, différentes espèces remplissent des niches distinctes, ce qui signifie qu’elles ont des conditions physiques et environnementales optimales différentes, telles que leur terrain, et ont des interactions différentes avec d’autres espèces telles que les événements de prédation, ce qui signifie qu’elles sont moins en compétition. De plus, le fait d’avoir plusieurs espèces d’arbres peut réduire les impacts négatifs des herbivores et des champignons du sol qui pourraient entrer en compétition pour les nutriments des arbres. Peu d’études ont examiné le rôle de la diversité génétique au sein de chaque espèce d’arbre dans une forêt, mais certaines études sur les plantes suggèrent que la diversité génétique au sein d’une espèce est également bénéfique pour l’écosystème.
« Pour mieux comprendre les effets de la diversité génétique dans les forêts et guider les efforts de reboisement, nous avons examiné comment la variété des espèces et la diversité génétique au sein des espèces affectent la productivité des forêts », explique Ting Tang, co-auteur principal de l’étude, un doctorant étudiant à l’Université de l’Académie chinoise des sciences à Pékin, en Chine.
Tang et ses collègues ont utilisé les données d’une expérience à long terme sur les grandes espèces d’arbres et la diversité génétique dans une forêt subtropicale (www.bef-china.com, Bruelheide et al., 2014). La diversité des espèces d’arbres et la diversité génétique au sein des espèces ont été manipulées pour générer quatre niveaux de diversité végétale différents et l’équipe a mesuré cinq traits foliaires structurels et chimiques qui sont connus pour être très variables et liés aux taux d’acquisition des ressources.
Les enquêtes de l’équipe ont montré que les arbres cultivés dans des forêts à plusieurs espèces d’arbres étaient plus productifs que ceux cultivés dans des forêts à une seule espèce (ou monoculture). Les forêts avec quatre espèces d’arbres différentes avaient moins de diversité dans les champignons du sol que les forêts en monoculture, réduisant la nécessité pour les arbres de rivaliser avec les champignons pour les ressources. La pression des herbivores était également moindre que dans les forêts en monoculture.
L’équipe n’a pas constaté de réduction de la diversité des champignons du sol ou de la pression des herbivores dans les forêts qui comprenaient une espèce d’arbre avec quatre origines génétiques distinctes. Mais les forêts qui avaient quatre espèces d’arbres différentes – avec des arbres individuels de quatre groupes familiaux génétiquement distincts dans chacune – ont eu des effets bénéfiques à la fois sur la diversité des champignons et sur la pression des herbivores.
« Nous avons constaté que les espèces et la diversité génétique favorisent la productivité forestière en augmentant la capacité des arbres à maximiser l’utilisation des ressources tout en réduisant les dommages causés par les herbivores et la concurrence des champignons du sol », commente Tang.
Les résultats suggèrent que les espèces et la diversité génétique pourraient aider à réduire le nombre et la variété des concurrents des arbres – par exemple, en réduisant le tribut que les herbivores font peser sur les arbres, les coûts pour les arbres de la production de composés défensifs pour les dissuader, ou en réduisant la concurrence des arbres. champignons pour les nutriments. Ils suggèrent également que les arbres dans des forêts plus diversifiées peuvent mieux exploiter les niches individuelles.
« Les projets de reboisement sont essentiels pour atténuer les niveaux de carbone atmosphérique et aider les pays à tirer pleinement parti des avantages écologiques et économiques de forêts saines », a déclaré Xiaojuan Liu, professeur associé à l’Institut de botanique de l’Académie chinoise des sciences de Pékin. « Nos résultats suggèrent que les scientifiques menant des projets de reboisement devraient inclure plusieurs espèces d’arbres et des arbres individuels génétiquement divers au sein de chaque espèce pour assurer des forêts plus saines. »
Liu a été co-auteur principal avec Bernhard Schmid, professeur au Département de géographie de l’Université de Zurich, en Suisse, et Keping Ma, professeur à l’Institut de botanique de l’Académie chinoise des sciences.