La restauration à long terme d’un hotspot de biodiversité dépend de l’acheminement des semences au bon endroit au bon moment

Dans la course pour restaurer certains des écosystèmes les plus riches en biodiversité et les plus menacés d’Amérique du Nord, une première étape directe est probablement l’une des plus importantes.

De nouvelles recherches montrent que les écosystèmes de savane dégradés peuvent tirer des avantages durables d’un seul ensemencement de plantes indigènes du sous-étage. Paru cette semaine dans la revue PNASl’étude souligne la valeur à long terme de même une brève poussée de gestion ciblée des terres dans les efforts pour restaurer les champs agricoles en jachère et d’autres paysages marqués par des décennies ou des siècles d’activité humaine.

L’expérience de huit ans menée par une équipe de scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison et de l’Université d’État du Michigan s’est concentrée sur trois grandes étendues de terres fédérales dans l’aire de répartition historique de l’écosystème de savane à pins des marais. La savane de pins des marais dominait des parties du sud-est des États-Unis avant l’arrivée des Européens.

Ce point chaud de la biodiversité s’étendait autrefois sur quelque 90 millions d’acres, mais a en grande partie disparu. Il reste moins de 5 % de la savane de pins des marais du continent, et une grande partie de ce qui persiste est l’ombre de l’écosystème intact du passé.

« Dans un peuplement de haute qualité, vous pouvez trouver plus de 30 espèces par mètre carré. C’est incroyable », déclare John Orrock, professeur d’écologie à UW-Madison. Orrock et la professeure UW-Madison Ellen Damschen, écologiste et biologiste de la conservation, ont dirigé l’étude avec Lars Brudvig dans l’État du Michigan.

Les peuplements à longues feuilles où les chercheurs ont mis en place leur expérience ont commencé avec nettement moins d’espèces végétales qu’une étendue intacte n’en contiendrait.

Mais, après avoir évalué plus de 230 sites, l’équipe en a sélectionné 48 qui répondaient à des paramètres spécifiques. Ces critères leur ont permis d’évaluer si des facteurs tels que la profondeur des aiguilles de pin tombées ou l’espacement entre les arbres affecteraient de manière mesurable l’établissement ou la persistance des plantes indigènes du sous-étage après l’ensemencement.

Une fois que les chercheurs ont identifié leur mélange de sites souhaité, ils ont appliqué un herbicide sur certaines parties de certains avant de les planter tous avec des graines d’environ deux douzaines d’espèces de plantes indigènes non ligneuses qu’ils ont collectées localement, y compris la grande ironweed et la verge d’or douce. Au cours de huit années, l’équipe est revenue périodiquement pour documenter le succès de chaque espèce à s’établir et, surtout, à quel point elle a persisté année après année.

Ils ont constaté que des facteurs tels que la profondeur des aiguilles, l’espacement des arbres et la température et les précipitations saisonnières avaient une certaine influence sur le succès initial de l’ensemencement, y compris la germination et l’établissement de semis sains.

Plus précisément, des conditions plus fraîches et plus humides ont favorisé un meilleur établissement, tout comme la faible profondeur des aiguilles et un plus grand espacement entre les arbres. Ces dernières conditions reflètent l’état naturel de l’écosystème des incendies de forêt périodiques de faible intensité qui brûlent les feuilles mortes et les jeunes arbres. L’équipe a constaté que les applications préventives d’herbicides n’avaient pas d’incidence mesurable sur l’établissement.

Une fois qu’un sous-étage diversifié de plantes de savane s’est établi, sa persistance à long terme n’a été relativement pas affectée par les facteurs environnementaux, à une exception près. Des températures plus élevées au plus fort de la saison de croissance ont été associées à une survie à long terme plus faible chez certaines espèces, indiquant une menace posée par un réchauffement climatique.

En plus de mettre en évidence les risques d’un réchauffement climatique, les résultats de l’étude à long terme démontrent qu’un seul ajout de graines indigènes peut avoir des avantages évidents qui durent des années et des années. Les chercheurs sont optimistes que leurs résultats peuvent aider les gestionnaires des terres à orienter les ressources limitées vers des stratégies de restauration avec les meilleures chances de succès, en particulier parce que leur étude aide à identifier le meilleur endroit et le meilleur moment pour ajouter des graines.

« Nous pouvons personnaliser les informations de ces expériences pour les praticiens de la conservation ou de la restauration », explique Orrock. « En fonction de la nature de votre site, nous pouvons en fait vous donner de meilleures informations pour augmenter la probabilité que vous réussissiez dans votre entreprise de restauration de ces espèces végétales. »

Bien que les résultats soient plus applicables dans le contexte de l’écosystème de la savane à pins des marais, ils pourraient s’avérer utiles pour la gestion d’écosystèmes similaires, tels que la savane à chênes qui dominait autrefois de vastes étendues du Wisconsin et du Midwest.

« Je vois beaucoup de parallèles dans le travail que nous faisons à la fois ici dans le Wisconsin dans la prairie à herbes hautes et la savane de chênes et la savane de pins des marais dans le sud-est », explique Damschen. « En fait, de nombreuses espèces sont identiques et les principales familles de plantes sont extrêmement similaires. »

Pour l’avenir, Orrock et Damschen disent qu’ils aimeraient mieux comprendre les caractéristiques des espèces et même des plantes individuelles qui pourraient les aider à germer et à établir des semis sains. Ce type de connaissances pourrait s’avérer particulièrement utile pour les gestionnaires des terres confrontés à des conditions environnementales nouvelles et à évolution rapide associées au changement climatique.