L’héritage des perturbations passées façonne la stabilité des sols forestiers côtiers

Les forêts côtières sont de plus en plus exposées aux effets du changement climatique et de l’élévation du niveau de la mer. Cependant, les scientifiques ont une compréhension incomplète de ce que cela signifie pour la stabilité du sol. Une expérience a examiné comment le sol pourrait changer lorsqu’il est transplanté entre des parties d’un ruisseau de marée qui diffèrent en salinité.

Les scientifiques ont découvert que les sols ayant des antécédents de salinité et d’inondation par l’eau de mer étaient plus résistants aux changements des propriétés et du mouvement de l’eau. Cela suggère que les sols avaient déjà « appris » à s’adapter aux changements environnementaux.

Les chercheurs suggèrent que les différences dans la résilience du cycle du carbone des sols varient selon les paysages. Cette variation est probablement due à la composition, à la chimie et à d’autres caractéristiques des sols, ainsi qu’à l’héritage d’une exposition antérieure aux perturbations. Les recherches de l’équipe sont publiées dans la revue Biologie et biochimie des sols.

La recherche sur les changements côtiers s’est traditionnellement concentrée sur les environnements les plus proches de l’océan, tels que les îles-barrières, les zones humides intertidales et les écosystèmes subtidaux. Ces études ont donné des résultats contradictoires. Par conséquent, les chercheurs en savent peu sur la sensibilité du carbone des sols forestiers côtiers aux changements futurs des conditions climatiques.

Les résultats de cette étude suggèrent que les héritages de perturbation façonnent les réponses des sols forestiers côtiers à l’évolution de la salinité et des inondations dues à l’élévation du niveau de la mer et aux tempêtes. Dans le contexte du changement climatique en cours, ce type d’expérience de transplantation manipulative fournit un lien inférentiel crucial entre des expériences purement observationnelles, des efforts de synthèse de données et des manipulations d’écosystèmes à grande échelle.

Les chercheurs ont utilisé un gradient de salinité naturel dans un ruisseau de marée dans l’est du Maryland pour examiner comment la respiration et la chimie du sol pourraient changer sous de nouveaux régimes de perturbation de la salinité et des inondations. L’équipe comprenait le Pacific Northwest National Laboratory, le Joint Global Change Research Institute du laboratoire et le Smithsonian Environmental Research Center.

Les chercheurs ont transplanté des monolithes de sol dans des parcelles dont l’exposition à l’eau de mer et l’élévation au-dessus du ruisseau varient et ont surveillé les sols pendant deux ans. La réponse de la respiration du sol – le flux de dioxyde de carbone du sol vers l’atmosphère – dépendait des héritages de salinité et d’inondation associés à chaque site d’étude. La respiration n’a pas changé (c’est-à-dire une résistance élevée) dans de nouvelles conditions d’humidité dans les sols des basses terres ayant des antécédents d’exposition à l’eau de mer.

À l’inverse, la respiration a diminué (c’est-à-dire une faible résistance) dans les sols des hautes terres peu exposés à l’eau de mer, ou l’inondation a diminué (c’est-à-dire une faible résistance) et est restée supprimée (c’est-à-dire une faible résilience) lorsque ces sols ont été exposés à des conditions salines plus humides. De plus, la transplantation a entraîné des changements plus importants dans la chimie des sols des hautes terres par rapport à ceux observés dans les sols des basses terres.

Ensemble, ces résultats suggèrent que les héritages de perturbations façonnent les réponses des sols forestiers côtiers aux changements de régime de perturbation de la salinité et des inondations. Cependant, pour bien comprendre la dépendance des réponses du système aux héritages de perturbations, il faut étudier à l’avenir une variété de systèmes et d’échelles spatiales et temporelles.