Un élément fondamental du métabolisme des plantes est le transport de l’eau du sol vers les feuilles. Dans la plupart des plantes, cette tâche est facilitée par le xylème, un tissu dont la structure fournit des voies hydrauliques qui facilitent le mouvement ascendant de l’eau. Lorsque les plantes sont confrontées à des facteurs de stress tels que la sécheresse, elles réagissent en modifiant leurs caractéristiques de transport. Ainsi, une compréhension précise de leurs propriétés hydrauliques est essentielle pour modéliser les effets du changement climatique sur les populations végétales ainsi que pour fournir un aperçu de la façon dont l’utilisation de l’eau par les populations végétales affectera les cycles mondiaux de l’eau, de l’énergie et du carbone.
Cependant, les experts ont été mis au défi par la variabilité hydraulique des plantes individuelles, même parmi les membres de la même espèce. De plus, la mesure directe des structures internes des plantes nécessite beaucoup plus de temps et de ressources que les observables externes, comme la taille des feuilles.
Lu et al. tenter de contourner ces difficultés en construisant un modèle reposant sur une alternative plus facilement obtenue : les débits de sève. Après avoir développé un modèle qui prédit le flux de sève sur la base des propriétés hydrauliques, ils ont utilisé la méthodologie Monte Carlo de la chaîne de Markov pour l’inverser de sorte que les observations réelles du flux de sève puissent être utilisées pour déduire les caractéristiques hydrauliques sous-jacentes. Ils ont dérivé leurs données d’entrée à partir de mesures de 2015 prises dans le nord du Michigan.
En plus d’une série de tests synthétiques, les auteurs ont utilisé des observations de flux de sève de quatre espèces d’arbres : l’érable rouge, le bouleau à papier, le peuplier faux-tremble et le pin blanc. Leur approche a réussi à prédire les tendances du flux de sève à partir de données environnementales, telles que les conditions atmosphériques, et elle peut distinguer une réponse unique de chaque espèce d’arbre.
Cette nouvelle méthode ouvre la voie à une meilleure compréhension des variations interspécifiques et intraspécifiques dans la réponse aux événements climatiques à grande échelle. Selon les auteurs, cette approche pourrait encore être améliorée par l’intégration d’observations environnementales supplémentaires.
La recherche a été publiée dans Journal of Geophysical Research: Biogéosciences.
Yaojie Lu et al, Variabilité intraspécifique des paramètres hydrauliques de l’usine déduite de l’inversion du modèle des données de flux de sève, Journal of Geophysical Research: Biogéosciences (2022). DOI : 10.1029/2021JG006777
Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation d’Eos, hébergée par l’American Geophysical Union. Lire l’histoire originaleici.