Espace aérien partagé

Les arbres modifient leurs cimes pour maximiser la performance de la communauté.

28 Février 2017 à 15H20

Les arbres modifient leurs cimes en présence de voisins d'espèces différentes pour maximiser la performance de la communauté.
Photo :exotactik.com

Les arbres poussant en communautés d'espèces différentes modifient la forme de leurs cimes afin de «mieux vivre» ensemble. C'est ce qu'a démontré la doctorante Laura J. Williams, de l'Université du Minnesota, dans une étude dont les résultats viennent d'être publiés dans Nature Ecology & Evolution. Les professeurs Christian Messier et Alain Paquette, du Département des sciences biologiques et du Centre d'étude de la forêt, ainsi que Jeannine Cavender-Bares et Peter B. Reich, de l'Université du Minnesota, sont cosignataires de cet article.

«Les arbres sont des organismes sociaux, souligne Christian Messier. Dans les forêts, les interactions sont multiples et les arbres ont développé une certaine façon d'échanger de l'information entre eux, ce qui leur permet de "mieux vivre" ensemble. Certains groupes d'espèces qui poussent ensemble sont plus productifs que d'autres, particulièrement par rapport aux communautés plus homogènes faites d'une seule espèce.»

Laura J. Williams a mené son étude dans une forêt bien particulière, baptisée International Diversity Experiment Network with Trees (IDENT), établie à Sainte-Anne-de-Bellevue, dans l'ouest de l'île de Montréal. «Cette forêt fait partie d'un réseau de forêts unique au monde, où l'on s'intéresse aux liens entre la biodiversité et les fonctions des écosystèmes», explique Alain Paquette.

Laura J. Williams et Alain PaquettePhoto: Jeannine Cavender-Bares

Les professeurs Messier et Paquette sont les coordonnateurs scientifiques du réseau IDENT, créé en 2009. Celui-ci compte jusqu'à maintenant 7 forêts, 2 en Europe (Allemagne et Italie) et 5 au Canada et aux États-Unis. «À Montréal, nous avons planté 12 espèces d'arbres différentes en communautés très serrées de 1, 2, 4 et 12 espèces, poursuit Alain Paquette. Au total, nous avons près de 14 000 arbres!»

Lorsque Laura J. Williams a débuté ses travaux, en 2012, trois ans après la plantation, les cimes des arbres se touchaient comme dans une forêt mature normale et interagissaient entre elles. «Notre avions pour hypothèse que la diversité fonctionnelle des espèces sur un territoire donné compterait davantage que leur nombre. Un mélange de deux espèces peut être plus diversifié et productif qu'un mélange de quatre espèces qui se ressemblent beaucoup», illustre Alain Paquette.

«On peut parler d'une forme de coopération entre espèces différentes qui permet à l'écosystème – la forêt – de mieux fonctionner.»

Christian Messier

Professeur au Département des sciences biologiques

C'est justement ce que Laura J. Williams a démontré: les mélanges les plus productifs sont faits d'espèces ayant des caractéristiques écologiques différentes, comme par exemple le bouleau blanc et le pin blanc (2 espèces), ou l'érable à sucre, l'épinette blanche, le pin blanc et le bouleau blanc (4 espèces). «Les mélanges d'arbres ayant les caractéristiques écologiques les plus différentes étaient souvent ceux qui se partageaient le mieux l'espace aérien et qui produisaient le plus de biomasse. On peut parler d'une forme de coopération entre espèces différentes qui permet à l'écosystème – la forêt – de mieux fonctionner», explique Christian Messier.

Les chercheurs poursuivent leurs travaux afin de mieux comprendre le phénomène. «Nous vérifions l'hypothèse selon laquelle les mélanges d'espèces les plus productifs sont ceux qui se partagent le mieux l'espace aérien afin de maximiser l'interception de la lumière», ajoute le professeur Messier.

Ces résultats ouvrent la voie à des plantations multi-espèces plus performantes que les plantations traditionnelles. Plus de 99 % des plantations d'arbres dans le monde sont des monocultures, rappelle Alain Paquette. «L'industrie forestière est conservatrice. On ne plante pas une forêt pour la prochaine année, mais pour les prochains 100 ans. Traditionnellement, on optait pour la monoculture dans le but de maximiser la production. Avec les changements climatiques, toutefois, la diversité devient un facteur pouvant augmenter la productivité des écosystèmes forestiers.»

«Il y a peut-être aussi une leçon à tirer pour l'espèce humaine en cette ère de méfiance envers l'autre et la différence…», conclut avec philosophie Christian Messier.

En 2011, les professeurs Messier et Paquette avaient établi un lien entre la productivité des forêts et leur diversité au Québec. Leur article, publié à l'époque dans Global Ecology and Biogeography, fut à l'origine, entre autres, d'une étude internationale publiée en octobre dernier dans Science, indiquant que la biodiversité a un effet positif sur la productivité forestière.

Un don pour IDENT

Le financement du réseau IDENT est un enjeu majeur. «Nous croyons en notre réseau, qui permet d'effectuer des recherches porteuses pour augmenter la productivité des écosystèmes forestiers, souligne Alain Paquette. Présentement, les écosystèmes boréaux et tempérés sont les plus étudiés, car c'est dans ces régions que l'on retrouve les plus grandes universités. Il serait toutefois pertinent de couvrir plus d'écosystèmes forestiers, par exemple en Afrique.»

Il est possible d'encourager financièrement le projet par l'entremise de la Fondation de l'UQAM. À partir du formulaire de don en ligne, il suffit de sélectionner «Je souhaite dédier mon don à un autre fonds» dans la section «Fonds à financer». On indique ensuite «Projet IDENT» dans la case «Autre fonds».

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