Les arbustes empiétants montrent diverses stratégies de croissance dans une prairie d’herbe haute |
Emily Wedel, de la Station biologique de Konza Prairie de l’Université de l’État de Kansas, décrit son article: Stratégies divergentes d’utilisation des ressources des arbustes empiètements: Les traits peuvent-ils prédire le succès de l’empiètement dans Tallgrass Prairie?
Contexte: Attaque des arbustes
Les prairies vastes qui ont autrefois dominé les grandes plaines centrales d’Amérique du Nord ont pratiquement disparu. Les autres régions dominées par l’herbe qui ont évité la conversion en agriculture de culture en rangs sont désormais consommées par une épaisse couche d’arbres et d’arbustes, déplaçant les espèces herbacées. L’expansion des plantes ligneuses en écosystèmes herbeuses, connue sous le nom d’empiètement ligneux, est un phénomène mondial résultant des interactions complexes entre l’augmentation de l’atmosphérique Co2 Les concentrations et la suppression du feu et de la navigation sur cette couverture arborée historiquement limitée. Bien que l’empiètement boisé soit généralement dû à l’expansion des espèces indigènes, tous les arbustes indigènes ne se développent pas au même rythme. Notre étude a quantifié si les espèces d’empiètes les plus abondantes dans les prairies d’herbe haute ont des traits similaires qui favorisent leur succès ou leurs traits uniques qui différencient leurs stratégies d’utilisation du carbone et de l’eau.
L’étude: caractérisation des stratégies de croissance des espèces d’empiètes ligneuses
Nous avons quantifié le gain de carbone et les traits de tolérance à la sécheresse pour les sept arbustes les plus abondants à la station biologique de Konza Prairie (Manhattan, Kansas, États-Unis). Konza Prairie est un paysage expérimental avec plus de 30 ans de données de composition des espèces végétales en réponse aux manipulations à long terme des incendies et du pâturage. Les espèces boisées focales ont duré un ordre de grandeur en abondance et ont empiété à des taux très différents. Nous avons mesuré l’allocation supérieure au sol à la masse des feuilles et des tiges et quantifié les traits physiologiques détaillés au niveau des feuilles, tels que la capacité photosynthétique et le point de perte de la turbore. Ensemble, ces traits donnent un aperçu plus approfondi des différences interspécifiques dans la physiologie des arbustes pour évaluer si les empioleurs les plus abondants ont des stratégies de croissance similaires ou différentes.
Résultats clés: il y a plus d’une façon d’empiéter avec succès
Nous avons constaté qu’il existe deux principaux types d’arbustes qui empiètent dans cet écosystème: de grandes espèces ligneuses qui forment des fourrés denses par rapport aux espèces plus courtes qui allouent plus de biomasse aux feuilles et ont des taux photosynthétiques plus élevés. Deux des espèces d’empiètes les plus abondantes avaient les valeurs les plus extrêmes pour plusieurs traits, y compris les rapports de hauteur: diamètre, de taux de photosynthèse maximum et de densité de bois. Cependant, ces deux espèces variaient dans des directions opposées. L’avantage relatif de ces stratégies de croissance opposées varie à l’autre des gradients de perturbation. De grandes espèces d’arbustes avec des auvents denses peuvent ombrer les herbes et favoriser davantage leur croissance en supprimant le feu. En revanche, les espèces plus courtes avec des taux de photosynthèse plus élevés coexistent avec les graminées et se rétablissent rapidement après le feu. Ces résultats mettent en évidence la diversité des stratégies de croissance parmi les espèces qui empiètent dans un seul site de prairies. Nous soulignons également que les traits uniques expliquent rarement l’abondance des espèces et la mesure d’une suite de traits directement liés à la physiologie des plantes, tels que l’assimilation du carbone, peuvent plus clairement saisir les différences fonctionnelles entre les espèces coexistantes.
Implications: une communauté d’arbustes diversifiée est probablement difficile à gérer
Notre étude suggère que les différences de niche entre une communauté d’espèces ligneuses favorisent l’empiètement rapide de plusieurs espèces d’arbustes sur un seul site. Nous soulignons que l’empiètement boisé n’est pas une stratégie de «taille unique», et la gestion de ces arbustes nécessite probablement une approche tout aussi diversifiée. La forte diversité des types fonctionnels parmi les arbustes empiètements peut entraîner une «diversité de réponse» élevée aux pratiques de gestion et aux scénarios climatiques futurs. Si l’un ou l’autre de ces conducteurs change d’une manière qui nuit aux espèces ligneuses actuellement dominantes, il y a probablement une autre espèce dans le coin attendant de prendre sa place. En comprenant les stratégies physiologiques des arbustes qui empiètent, nous pouvons mieux prédire quelles espèces végétales augmenteront dans les scénarios futurs du climat et de l’utilisation des terres et éclairent les efforts de gestion potentiels pour réduire la couverture ligneuse.