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Un nouvel éclairage sur la compétition entre espèces d'arbres

Transition rapide entre une forêt tempérée (gauche) et une forêt sub-tropicale humide (droite), en Australie © R. Kooyman

12/10/2017

Utilisant une nouvelle méthode d’estimation de la compétition entre arbres de différentes forêts du monde, une étude initiée par Irstea a réservé quelques surprises concernant les caractéristiques contrôlant cette compétition. 

Dans toutes les forêts, les arbres entrent en compétition pour accéder à la lumière, à l'eau et aux nutriments. Georges Kunstler, écologue à Irstea, étudiait le phénomène en France, mais comment étendre les résultats au reste du monde étant donnée l'immense variété des espèces d'arbres?

Passer des espèces aux traits transversaux

Un laboratoire de l'université Macquarie, en Australie, a développé, pour une tout autre finalité, une approche à base de traits quantitatifs transversaux, qu'ils soient morphologiques ou physiologiques. Ces traits donnent un éclairage sur le comportement des différentes espèces. Par exemple, la surface foliaire spécifique, rapport entre surface et masse de la feuille, caractérise la stratégie d’acquisition énergétique. La construction d'une feuille épaisse demande en effet beaucoup d'énergie mais elle fera longtemps de la photosynthèse. En revanche, une feuille fine se construit à moindre frais mais ne vit pas longtemps.

"En séjour dans le laboratoire australien grâce à un financement Marie Curie[1], j'ai croisé cette approche avec ma démarche démographique pour voir si ces traits peuvent éclairer les interactions entre espèces" explique le chercheur. Grâce à la collaboration d'une quarantaine de chercheurs du monde entier, il a utilisé des données portant sur plus de 2500 espèces d'arbres originaires des différentes forêts du monde. Il a analysé l'influence de trois traits – la surface foliaire spécifique, la densité du bois et la hauteur maximale – sur la capacité d'un arbre à ralentir, ou non, la croissance de ses voisins.

Des résultats surprenants

Les résultats ont apporté leur lot de surprises. D'une part, et contrairement à une hypothèse répandue dans la littérature, les arbres aux traits similaires ne se concurrencent pas plus que les espèces dissemblables. D'autre part, les traits choisis ont bien un effet sur la compétition. De manière générale, les espèces poussant lentement, au bois dense, supportent la compétition. En revanche les espèces qui poussent vite, comme le bouleau, dominent durant les premiers stades de développement des forêts, lorsqu'il y a beaucoup de lumière, avant de subir la loi des espèces précédentes. Enfin, ces effets sont constants dans tous les biomes[2] forestiers. "Il n'était pas évident de trouver la même chose dans la forêt suédoise, qui comprend moins de quatre espèces par hectare, et dans une forêt tropicale qui peut en contenir plus d’une centaine" indique Georges Kunstler.

"Cette étude a révélé des mécanismes transversaux, valides pour toutes les espèces et sous tous les climats. Une avancée pour la gestion forestière, plutôt basée sur des connaissances empiriques locales" poursuit-il. Le chercheur veut maintenant analyser si de tels traits fonctionnels peuvent prédire la résistance au stress climatique.

En savoir plus

Consulter l'étude "Functional traits have globally consistent effects on competition" Kunstler, G., et al. Nature, vol. 529, n° 7585, p. 204-207 (2016)


[1] Financement européen permettant aux chercheurs de développer un réseau international et d’acquérir de nouvelles compétences

[2] Ecosystèmes caractéristiques de grandes zones biogéographiques qui sont soumises à un climat particulier : savane africaine, désert, forêt équatoriale, toundra... 

Partenaires: Irstea (UR EMGR), Macquarie University Australie, WSL Suisse