La capacité d’une forêt à se régénérer après des incendies dévastateurs, des sécheresses ou d’autres perturbations dépend en grande partie de la production de graines. Les résultats de deux nouvelles études menées par des chercheurs de l’Université Duke pourraient stimuler la récupération et la replantation après ces catastrophes en fournissant aux forestiers de nouvelles indications sur les espèces d’arbres produisant plus de graines et sur la façon dont leur productivité peut varier d’un endroit à l’autre.
« Savoir quelles espèces produisent plus de graines et dans quels habitats nous aide à mieux comprendre comment gérer les arbres semenciers et optimiser la régénération des forêts, en particulier dans les zones où les graines sont limitées, comme une grande partie de l’ouest des États-Unis », a déclaré James S. Clark, Nicholas Distinguished Professeur de sciences de l’environnement à Duke, qui était l’auteur correspondant des deux articles.
Clark et ses collègues ont publié leurs études évaluées par des pairs le 2 mai dans Communication Nature et le 23 avril à Lettres d’écologie.
Les études interviennent à un moment où l’on s’inquiète de plus en plus de la capacité de nombreuses forêts à se remettre de sécheresses et d’incendies de plus en plus fréquents et graves liés au changement climatique et à l’augmentation de la récolte pour répondre à la demande humaine croissante en bois et autres produits du bois.
Le 25 avril, l’administration Biden a annoncé une nouvelle initiative dans laquelle les ministères de l’Agriculture et de l’Intérieur feront équipe avec les États, les tribus et le secteur privé pour augmenter la capacité fédérale de collecte de cônes et de graines et de pépinière de semis, dans le but d’étendre les programmes de replantation forestière. , en particulier dans les terres boisées de l’Ouest brûlées par les récents incendies de forêt.
« Nos découvertes, qui sont les premières à établir des modèles mondiaux de production de semences d’arbres et à quantifier le nombre de graines produites par différentes espèces dans différentes conditions, pourraient être très utiles pour ces types d’initiatives de gestion et de renouvellement des forêts dans le monde », a déclaré Clark.
Les études synthétisent les données sur la production de semences pour plus de 700 espèces – des régions tropicales aux régions subarctiques – et jettent un nouvel éclairage sur la façon dont la fécondité des arbres et l’approvisionnement en semences contribuent à la régénération des forêts et à la biodiversité dans différentes zones climatiques, a-t-il déclaré. Ces connaissances sont essentielles pour comprendre l’évolution des espèces forestières et la façon dont elles réagissent aux pertes.
L’une des découvertes les plus inattendues de ces études est que les arbres des tropiques humides produisent collectivement 250 fois plus de graines que ceux des forêts boréales sèches.
Le fait qu’il y ait plus de grands arbres dans les tropiques humides et qu’ils produisent, en moyenne, 100 fois plus de graines que les arbres de même taille dans les régions boréales, peut expliquer pourquoi les interactions entre les espèces sont si intenses dans les forêts tropicales, a déclaré Clark.
Une autre découverte clé est que la production de semences n’est pas limitée par la taille des semences. Cela dissipe une hypothèse populaire selon laquelle les espèces qui produisent des graines plus grosses doivent en produire proportionnellement moins et, par conséquent, être plus susceptibles de perdre.
« Ce n’est pas vrai, » dit Clark. « Alors que les arbres qui ont de plus grosses graines produisent moins que les arbres avec de petites graines, nous avons constaté qu’ils produisent néanmoins plus qu’on ne le pensait auparavant. Lorsque vous multipliez le nombre de graines par la taille des graines, vous constatez que les espèces à grosses graines génèrent plus de rendement reproducteur. globalement. »
Une troisième découverte intrigante est que les gymnospermes, ou conifères, ont une production de graines inférieure à celle des angiospermes, ou des arbres à fleurs, peut-être parce que les gymnospermes dépensent beaucoup d’énergie pour fabriquer des cônes protecteurs pour leurs graines. Sachant cela peut aider à guider la replantation et la gestion de nombreuses forêts occidentales endommagées par les récents incendies de forêt, a déclaré Clark.
Cela peut également fournir un indice pour aider à résoudre le célèbre « mystère abominable » de Darwin expliquant pourquoi tant d’espèces de plantes à fleurs se sont développées au cours de la période du Crétacé, il y a 145,5 millions à 65,5 millions d’années, alors que la plupart des autres espèces (autres que les dinosaures) étaient à la traîne.
« C’est la première fois que nous avons des preuves qui relient directement la production de semences à la valeur adaptative des espèces », a déclaré Clark. « Il se peut que la production élevée de graines soit ce qui a rendu les plantes à fleurs suffisamment aptes à s’épanouir et à évoluer dans les conditions difficiles du Crétacé, tout comme c’est le cas aujourd’hui. »
Tong Qiu et al, Limites de la reproduction et des compromis taille-nombre de graines qui façonnent la dominance forestière et le rétablissement futur, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-30037-9
Valentin Journé et al, Globalement, la fécondité des arbres dépasse les gradients de productivité, Lettres d’écologie (2022). DOI : 10.1111/ele.14012