Les limitations mutualistes entravent-elles l’établissement de semis d’arbres ectomycorhiziens dans les forêts secondaires nord-américaines ?

Andrew Cortesede la Michigan State University, discute de son article : Îles arborées ectomycorhiziennes dans les forêts mycorhiziennes à arbuscules : points chauds d’inoculum fongique importants pour l’établissement des semis d’arbres historiquement dominants

Les forêts actuelles font écho aux perturbations passées

Les forêts du nord-est de l’Amérique du Nord sont composées d’un mélange d’arbres mycorhiziens arbusculaires (AM) et ectomycorhiziens (EM). Cependant, au tournant du 20^ème siècle, environ la moitié de la couverture forestière d’origine a été défrichée et convertie à l’agriculture par les colons européens. Avec le début de la Grande Dépression dans les années 1930, bon nombre de ces fermes ont été abandonnées, ce qui a initié une succession de champs anciens qui s’est transformée en forêts secondaires présentes aujourd’hui dans toute la région. Beaucoup de ces forêts sont passées d’une dominance EM à une dominance AM, en partie à cause de l’héritage de l’utilisation des terres agricoles, entre autres facteurs, limitant finalement leur diversité fonctionnelle et leur capacité à stocker le carbone.

Les patchs EM sont des sources d’inoculum pour l’établissement des semis

L’établissement des semis est une étape critique du cycle de vie des arbres, qui peut être entravée par le manque de champignons mycorhiziens compatibles. Des recherches antérieures sur la succession primaire et secondaire ont montré que les champignons EM sont souvent limités aux parcelles de végétation EM. L’établissement des semis d’arbres EM peut être amélioré à proximité de ces parcelles grâce à l’accès à l’inoculum fongique EM, en plus des réseaux mycéliens fongiques EM établis. Cependant, l’influence des parcelles EM sur les associations fongiques et les performances des semis d’arbres dans les forêts secondaires dominées par les arbres AM reste largement inexplorée.

Un peuplement forestier secondaire à la gorge de la rivière Mianus, NY, États-Unis, dominé par AM Érable à sucre (droite). L’absence de topographie de fosses et de monticules, de débris ligneux grossiers ou de plantes herbacées indigènes du sous-étage, d’une seule classe d’âge d’arbres et d’un mur de pierre sont autant d’indications d’une utilisation passée des terres agricoles. Une forêt ancienne voisine est principalement dominée par des arbres EM, comprenant plusieurs classes d’âge de Tsuga canadien et Hêtre à grandes feuilles avec des débris ligneux grossiers, une topographie de fosses et de monticules et d’abondantes plantes herbacées indigènes de sous-étage (à gauche). Photo de A. Cortese.

Étude du rôle des parcelles EM et dans l’établissement des semis d’arbres EM

Nous avons étudié si les champignons EM sont répandus ou limités aux arbres EM dispersés dans les forêts secondaires dominées par les arbres AM, et si l’établissement de semis d’arbres EM historiquement dominants, tels que Tsuga canadensis, Pinus strobus, ou Quercus espèces, peut être influencé par la proximité des arbres EM existants. Nous avons planté ces plants à côté d’EM dispersés Bétula espèce ou l’AM dominant Acer espèces et inoculé certains des semis de chaque arbre focal avec de la terre provenant de forêts locales dominées par les arbres EM.

La proximité des parcelles EM peut améliorer l’établissement des semis d’arbres EM

Nous avons constaté que la croissance des semis était améliorée grâce à la proximité des arbres EM et à l’inoculation de sol forestier EM. Les deux ont influencé positivement la croissance en hauteur de la deuxième année Tsuga et Pinus semis, tandis que l’inoculum du sol à lui seul a amélioré Quercus tirer en masse. Cependant, nous soupçonnons que les réponses à la croissance des semis ont été atténuées, au moins en partie, par la concurrence de l’AM dominant de l’étage dominant. Acer arbres et faible luminosité dans la plupart de nos parcelles. Nous avons trouvé des réponses plus prononcées pour Tsuga et Pinus semis dans un domaine connexe expérience en chambre de croissance.

À mon avis, l’une des découvertes les plus intéressantes est venue de l’examen du cycle biologique des semis colonisant les champignons EM plantés près d’AM. Acer des arbres. Certains champignons EM comme Tubercule, Hyménogaster, et Cochon Les espèces peuvent se propager par les mammifères et former des banques de spores résistantes (comme une banque de graines) qui peuvent persister pendant de nombreuses années et servir d’inoculum important pour les semis d’arbres EM après une perturbation. Cependant, les faibles niveaux de colonisation EM des semis plantés près du matin Acer suggèrent que même plus de 80 ans après l’abandon des terres agricoles, les banques de spores ne se sont pas encore complètement accumulées dans de nombreuses forêts secondaires. C’est dans ces endroits, où les propagules fongiques EM indigènes sont rares, que l’inoculum du sol semble être le plus efficace !

De nombreux plants plantés près d’EM Bétula ont été colonisés par Amanite, Russule, et Cortinaire espèces, qui ne peuvent généralement pas former d’EM avec des semis via des germinants de spores. Ces champignons ont probablement colonisé les semis via le mycélium fongique EM associé à l’EM focal. Bétula des arbres. Bien entendu, la question suivante est la suivante : comment l’EM Bétula s’établir dans ces forêts ? Nous pense que leurs graines hautement dispersibles et leur capacité à persister sous forme de semis sans inoculum fongique EM pourraient avoir permis cela, de nouveaux champignons EM s’accumulant lentement à mesure que les arbres mûrissaient grâce à la dispersion des spores à proximité parcelles résiduelles de forêt EM.

Principaux points à retenir

Nos résultats suggèrent que le manque d’inoculum fongique EM est un héritage énigmatique et omniprésent de l’utilisation des terres dans de nombreuses forêts secondaires du nord-est de l’Amérique du Nord. Ceci, en conjonction avec les limitations de dispersion des graines et d’autres facteurs, peut entraver l’établissement des semis d’arbres EM en dehors des parcelles EM établies. Cependant, locale L’inoculum du sol peut être un outil de restauration efficace pour améliorer l’établissement de semis d’arbres EM plantés dans des zones dépourvues d’arbres EM existants.