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Au lieu de mesurer la pression artérielle, prendre la température ou prendre en compte le rythme cardiaque, les signes vitaux d’une forêt sont capturés par des caractéristiques clés différentes, telles que la quantité d’azote dans les feuilles de l’arbre, la surface de la feuille ou la densité du bois.

Ces « traits fonctionnels » peuvent avoir un impact sur la croissance des arbres et donc sur la réaction des forêts au changement climatique. Bien que les chercheurs aient commencé à essayer de comprendre ces modèles au cours des dernières décennies, des données incomplètes ont rendu difficile la compréhension de ce qui se passe précisément avec ces caractéristiques particulières.

Pour aider à combler cette importante lacune en matière de connaissances, Daniel J. Wieczynski et le professeur Van M. Savage de l’Institut Santa Fe, tous deux écologistes à l’Université de Californie à Los Angeles, ainsi que leurs collaborateurs, ont décidé d’analyser les données existantes issues d’études sur les caractéristiques des communautés forestières.

Ils se sont posés la question suivante : que pourrait-on révéler de ces changements à l’échelle mondiale ? « L’un des défis est qu’il faut beaucoup de données pour mesurer avec précision la diversité fonctionnelle. Notre idée était donc d’utiliser les données fonctionnelles disponibles dans les bases de données et de les associer à celles de terrain, collectées localement, ainsi qu’à des données sur l’abondance des espèces, afin de pouvoir affirmer des éléments concrets concernant les relations climat-biodiversité, ce que nous ne pouvions pas faire auparavant », a déclaré Wieczynski.

L’équipe, qui comprenait également Brian Enquist, professeur externe à l’Institut Santa Fe, a rassemblé des données provenant de 421 communautés forestières du monde entier, y compris des informations provenant de 55’983 arbres individuels appartenant à 2701 espèces, et a examiné une gamme de « traits fonctionnels » de croissance individuelle, tels que la hauteur de l’arbre, la densité de son bois, la surface des feuilles ainsi que la quantité de carbone, d’azote et de phosphore dans une feuille.

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Pour déterminer les conditions climatiques dans lesquelles vivent ces communautés d’arbres, les chercheurs ont également analysé la température, les précipitations, la vitesse du vent et la pression de vapeur.

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Cette étude est l’une des premières à examiner l’influence du climat sur les caractéristiques fonctionnelles des communautés forestières à l’échelle mondiale. Elle a permis de mettre en évidence des modifications majeures de ces caractéristiques, qui pourraient bien affecter la productivité et la composition des forêts, voire leur répartition dans le monde entier.

De plus, les chercheurs ont découvert que le climat affecte neuf caractères distincts, et de différentes manières : ils ont par exemple découvert que la surface des feuilles était le plus influencée par la pression de vapeur et la température, tandis que la hauteur des arbres était principalement affectée par la variabilité de la température.

À la surprise des auteurs, deux facteurs climatiques en particulier ont eu un effet démesuré sur la diversité générale des traits observés : la variabilité de la température (et non seulement la température moyenne), et la pression de vapeur. Ils ont également découvert des preuves que les forêts sont en train de modifier leurs caractéristiques, en réponse au réchauffement climatique.

Wieczynski et Savage espèrent que ces travaux contribueront à améliorer la précision des modèles informatiques qui tentent de prédire la réaction des forêts au changement climatique à l’avenir.

« En calculant une relation plus précise entre diversité fonctionnelle et climat, et en exploitant les méthodes que nous avons utilisées, nous serons en mesure de prédire avec plus de précision ces changements dans le futur », a déclaré Wieczynski. « Et j’espère que cela montrera qu’il est important de mesurer plus de données sur les traits dans les communautés, ou plus d’informations au niveau individuel dans les communautés forestières, au-delà des informations au niveau des espèces », a-t-il ajouté. Savage pense que « ces résultats seront utiles pour déterminer les effets du changement climatique sur les systèmes écologiques ».

De nombreuses autres études devront être menées afin de mieux comprendre comment le changement climatique affecte les caractéristiques fonctionnelles des arbres et des forêts en général, à travers le monde. Pour les chercheurs, l’étape suivante consiste donc à continuer d’effectuer des recherches sur le terrain.

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences

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