Une herbe fondamentale des marais salants présente une variation spatiale dans les réponses des traits à l’élévation du niveau de la mer |

Robert Dunn et Steve PenningsUniversité de Houston, discutent de leur article : Réponses de caractères variables à l’élévation rapide du niveau de la mer dans une herbe fondamentale dans un paysage de marais côtier

Une stratégie utilisée par les plantes pour survivre dans diverses conditions environnementales consiste à modifier l’expression de leurs traits. Les traits fonctionnels sont les caractéristiques d’une plante individuelle qui déterminent sa croissance, sa survie et sa reproduction (par exemple : des tiges plus hautes peuvent donner un avantage dans la compétition pour la lumière et des fleurs plus grandes peuvent attirer plus de pollinisateurs). Décrire comment ces traits changent selon les gradients environnementaux au sein d’une seule espèce est un objectif de l’écologie basée sur les traits depuis des décennies, mais ce domaine de recherche est particulièrement important maintenant, car le changement global et d’autres facteurs de stress anthropiques modifient les conditions environnementales que connaissent les plantes.

Les marais côtiers connaissent une montée des eaux

De nombreuses zones humides côtières sont actuellement menacées par l’élévation rapide du niveau de la mer (SLR). Cette augmentation des niveaux d’eau le long des côtes peut conduire à la conversion des marais en eaux libres ou en vasières – un processus appelé noyade des marais. Une façon de comprendre si les zones humides sont vulnérables à la noyade ou en sont actuellement victimes consiste à étudier les caractéristiques des plantes qui peuvent varier dans le temps en réponse aux conditions environnementales changeantes. Nous avons utilisé des données collectées sur 25 ans depuis le Site de recherche écologique à long terme sur les écosystèmes côtiers de Géorgie (GCE-LTER)le long de la côte atlantique, au sud-est des États-Unis. Il s’agit d’une zone qui a connu un SLR important au cours du siècle dernier, avec des augmentations des niveaux d’eau encore plus rapides au cours des 25 dernières années. Chaque automne, nous comptons et mesurons chaque tige dans des parcelles permanentes dans huit marais dominés par l’herbe des marais salants. Spartine alterniflora (appelé par la suite Accélération).

Nous avons testé les tendances temporelles de six caractères sur les huit sites de marais GCE dominés par Accélération. Cette espèce présente une relation claire entre la période d’inondation et la croissance, les plantes poussant le long des berges des ruisseaux étant plus hautes et avec plus de biomasse, mais dans des densités plus faibles (« forme haute » Accélération). Les plantes qui poussent à des altitudes plus élevées (et passent donc moins de temps inondées par la marée) sont plus courtes et poussent à des densités plus élevées (« forme courte »). Accélération). Nous nous attendions à des augmentations de certains caractères (hauteur moyenne et maximale des pousses, biomasse, taille à la floraison et proportion de plantes en floraison) et à des diminutions d’autres caractères (densité des tiges – définie comme le nombre de tiges dans une zone spécifique) dans les endroits situés au milieu des marais qui subissent davantage d’inondations au fil du temps en raison du SLR. De même, nous ne nous attendions pas à de forts changements dans les caractéristiques des plantes le long des berges des ruisseaux, car ces plantes sont déjà situées près de leur niveau maximum d’inondation. En d’autres termes, notre question de recherche était la suivante : les plantes qui poussent au milieu des marais commencent-elles à ressembler à des plantes au bord d’un ruisseau parce qu’elles passent plus de temps sous l’eau ?

Nous avons constaté que les plantes poussant le long des berges des ruisseaux et au milieu des marais suivaient largement les tendances attendues des traits en réponse à une SLR rapide. En général, les plantes du milieu des marais ont grandi avec le temps, ce qui a entraîné une production accrue de biomasse et une floraison à des hauteurs plus élevées au cours des dernières années. Accélération les marais poussant le long des berges devenaient en fait de plus en plus courts avec le temps et produisaient moins de biomasse, ce qui pourrait être un signe précoce que l’inondation devient problématique dans cette partie des marais. Cependant, les tendances étaient présentes sur certains sites mais faibles (ou opposées à nos attentes) sur d’autres. Cette variation au niveau du site a masqué de forts changements temporels. Nous avons tenté de prédire les différences dans les tendances au niveau du site et de la zone des marais sur la base de quatre variables abiotiques (altitude, salinité de l’eau interstitielle, N du sol et N: P du sol), mais aucune d’entre elles n’a été efficace pour décrire la variation des tendances des traits végétaux.

L’intérêt d’examiner les tendances des traits dans un paysage terrestre (ou marin)

La variabilité spatiale substantielle des réponses des caractères végétaux des marais salants aux changements de niveaux d’eau souligne l’importance d’adopter une perspective paysagère lors de l’étude des changements temporels des caractères végétaux. Si nous avions seulement étudié les tendances des traits sur un ou deux sites, nous aurions probablement acquis une compréhension différente de la façon dont cette espèce évolue au fil du temps. Dans les marais où Accélération répond au SLR, une suite de caractères co-variés en réponse aux niveaux d’eau d’une manière qui était cohérente avec les attentes basées sur la relation croissance-inondation bien définie. Les sites qui ne répondaient pas comme prévu étaient probablement plus fortement affectés par d’autres facteurs connus pour avoir un impact sur la croissance des plantes, tels que la disponibilité des éléments nutritifs, la salinité de l’eau sus-jacente ou l’accrétion de sédiments. De nombreux animaux dépendent de la structure fournie par cette espèce fondamentale pour se réfugier et comme pouponnière au cours des premiers stades de leur vie. Étant donné que les caractéristiques des plantes telles que la densité des tiges, la hauteur et la biomasse sont directement liées à la complexité structurelle des habitats des marais, il est essentiel de comprendre comment ces caractéristiques réagissent à l’élévation du niveau de la mer pour prédire la qualité future des habitats.