Un écologiste étudie l’abondance et la chimie du sol de la canopée

Quand nous pensons au sol, la plupart d’entre nous pensent à la saleté sur le sol. Mais une quantité surprenante du sol de la planète prospère dans les cimes des forêts anciennes, au-dessus de la terre ferme.

Cette matière organique, composée de feuilles et de branches en décomposition, de particules en suspension dans l’air et d’humidité, est appelée sol de canopée ou sol arboricole. Son étude est relativement récente, explique Jessica Murray, écologiste à l’Université d’État de l’Utah. Elle fait partie des chercheurs qui élucident les mystères de l’humus dense et moussu qui fournit un habitat riche pour les insectes, les oiseaux, les champignons, les vers et les plantes, ainsi qu’un réservoir généreux pour le stockage du carbone.

Murray et ses collègues de la Texas A&M University, de l’Université de Toronto Scarborough et de l’Imperial College London ont publié de nouvelles informations sur l’énigmatique ressource en Géodermie. Les recherches de l’équipe ont été soutenues par l’USU, l’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture du Département américain de l’agriculture et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

« Dans cette étude, nous avons cherché à comprendre où se trouvent les sols de la canopée, où ils sont les plus abondants et si leurs propriétés – et donc les processus de développement du sol – diffèrent en fonction du climat ou d’autres facteurs à petite échelle », explique Murray, doctorant au département de biologie et centre d’écologie de l’USU. « Il s’agit de la première étude à examiner les modèles de distribution des sols de la canopée à travers les forêts et l’une des très rares études qui ont cherché à examiner les propriétés du sol de la canopée. »

Murray a recueilli une grande partie des données pour l’étude à environ 24 mètres au-dessus du sol sur six sites forestiers primaires à travers la Cordillera de Tilarán et la Cordillera Volcánica Central du Costa Rica, englobant à la fois les chaînes de montagnes des Caraïbes et du Pacifique. Son équipement de terrain comprend du matériel d’escalade, des cordes, un harnais de sécurité et un casque.

« J’ai escaladé environ 30 arbres pour collecter des données », dit-elle. « Et arriver à l’un de ces sites a été la randonnée la plus difficile de ma vie. »

Murray fait référence à un site désigné « Puesto 1070 », situé le long d’une étendue contiguë de forêt primaire, qui nécessitait une randonnée escarpée d’environ 1 970 pieds d’altitude à 3 608 – dans une boue épaisse.

« Il a fallu huit heures pour terminer la randonnée juste jusqu’au site d’étude », dit-elle. « Nous transportions tout notre matériel d’escalade, de la nourriture pour huit jours, des sacs de couchage et du matériel d’échantillonnage. Dieu merci, nous avons terminé ce site plus tôt, car, avec nos appétits durement gagnés, nous avons également presque terminé notre approvisionnement alimentaire plus tôt que prévu. »

Murray dit que les canopées des arbres dans les systèmes forestiers tropicaux de montagne sont particulièrement denses, avec de la mousse épaisse, du sol et une abondance d’épiphytes – des plantes qui poussent sur d’autres plantes – souvent appelées « plantes aériennes » – qui ne sont pas parasites et ont peu ou pas attachement à d’autres sources évidentes de nutriments.

« C’est comme un autre monde dans les airs – des auvents regorgeant de plantes, d’insectes et d’animaux », dit-elle. « J’ai d’abord mené des enquêtes pour évaluer l’abondance du sol de la canopée à partir du sol avec des jumelles. Mais il était vraiment nécessaire de grimper dans les arbres pour obtenir une image précise de ce qui se passait. »

Murray affirme que les canopées forestières stockent beaucoup plus de carbone que ce que l’on supposait généralement.

« C’est une sorte de calcul au fond de l’enveloppe de ma part, mais que je suis prêt à défendre et désireux d’approfondir », dit-elle. « Je pense que le sol de la canopée stocke 0,4 à 4 % du carbone total du sol dans les forêts où il se trouve, ce qui n’est pas pris en compte dans les budgets de carbone des écosystèmes. »

Encadré par le professeur de biologie de l’USU John Stark et l’ancien membre du corps professoral de l’USU Bonnie Waring, cette dernière maintenant avec l’Imperial College de Londres et un auteur sur le papier, Murray dit que les résultats de l’équipe indiquent que le climat et la taille des arbres jouent un rôle important dans l’abondance du sol de la canopée, le carbone actions et chimie.

« Le climat, en particulier le brouillard et les changements de température, semblent entraîner l’abondance du sol de la canopée dans les forêts, tandis que la taille des arbres détermine l’abondance du sol de la canopée dans une forêt », dit-elle. « Nos résultats révèlent que la vulnérabilité du sol de la canopée au changement climatique, et son déclin, pourraient entraîner une diminution significative des ressources de stockage de carbone. »

De plus, dit-elle, la restauration de ces ressources pourrait prendre plus de temps que prévu.

« Lorsque nous parlons de reboisement, nous ne nous arrêtons pas pour considérer le temps nécessaire à la repousse de la forêt et à la repousse du tapis de la canopée », explique Murray. « Cela peut prendre des décennies de plus pour que les forêts récupérées détruites par les incendies de forêt ou le développement régénèrent des tapis de sol de canopée robustes. »

Récipiendaire en 2022 du prix Katherine S. McCarter pour étudiants diplômés de l’Ecological Society of America, Murray fait partie d’un certain nombre d’Aggies présentant à la réunion annuelle 2023 de l’ESA du 6 au 11 août, à Portland, Oregon. Elle présente la parler, « La persistance du carbone organique du sol métaboliquement protégé par rapport au carbone associé aux minéraux en présence d’intrants organiques, » Jeudi 10 août, à 16h45, dans la salle B115 du Oregon Convention Center.

« Pour cette réunion, je présenterai des recherches différentes de, mais liées à, l’étude publiée dans Géodermiey compris des travaux sur les mécanismes de base de la séquestration du carbone dans le sol qui utilisent les sols de la canopée de mes sites au Costa Rica », dit-elle.