Mortalité des arbres dans les forêts tropicales : dissocier les facteurs de compétition des facteurs climatiques

Dans les forêts tropicales, la mortalité résulte d'une implication conjointe de la compétition entre individus et de l'effet de facteurs climatiques contraignants. Les modèles de dynamique de végétation gagneraient à davantage prendre en compte la compétition entre arbres. C'est ce que révèle une étude dont les résultats ont été publiés dans la revue Journal of Ecology, dont Bruno Hérault (UPR Forêts et Sociétés) est l'un des auteurs.

1. La mortalité des forêts tropicales est contrôlée par des processus biotiques et abiotiques, mais la façon dont ces processus interagissent pour déterminer la structure de la forêt n'est pas bien comprise. En utilisant les données démographiques à long terme des parcelles forestières permanentes de la station de recherche forestière tropicale de Paracou en Guyane française, nous avons analysé l'influence relative de la concurrence et du climat sur la mortalité des arbres. Nous avons constaté que l'auto-amincissement est évident au niveau du peuplement et qu'il est associé à la mortalité par agrégats à de plus petites échelles (<2 m) et à l'espacement régulier des arbres vivants à des échelles intermédiaires (2,5-7,5 m). Un indice de concurrence (IC) basé sur le regroupement spatial des arbres morts a été utilisé pour construire des modèles prédictifs de mortalité, qui tenaient également compte des interactions climatiques.
2. Le modèle qui s'est le mieux adapté aux observations comprenait à la fois l'IC et les variables climatiques, les modèles ne portant que sur le climat ou la concurrence étant moins informatifs que le modèle complet. La mortalité présentait un profil en U, avec une mortalité plus élevée pour les petits et très grands arbres, et une sensibilité des arbres à la sécheresse apparaissait, en particulier lorsque les températures étaient élevées et lorsque les sols étaient saturés en eau. L'effet de l'IC était plus complexe que prévu a priori : un IC plus élevé était associé à des probabilités de mortalité plus faibles, ce qui, selon nous, est causé par la dynamique des phases de colonisation, mais il y avait aussi des preuves de mortalité induite par la concurrence à des valeurs très élevées de l'IC.
3. La forte signature de la concurrence comme facteur de contrôle de la mortalité à l'échelle du peuplement et à l'échelle individuelle confirme son rôle important dans la détermination de la structure de la forêt tropicale. La complexité de la relation compétition-mortalité et son interaction avec le climat indique qu'un examen approfondi de l'échelle d'analyse est nécessaire pour déduire le rôle de la compétition dans les forêts tropicales, mais démontre que les modèles de mortalité uniquement climatiques peuvent être améliorés de manière significative en incluant les effets de la compétition, même en ignorant les effets spécifiques des espèces.
4. Synthèse. Les modèles empiriques comme celui qui est développé ici peuvent aider à contraindre et à améliorer les modèles de végétation basés sur les processus, servant à la fois de référence et de moyen de démêler les processus de mortalité. Les modèles dynamiques de la végétation tropicale bénéficieraient grandement d'une prise en compte explicite du rôle de la concurrence dans le développement des peuplements et l'auto-amélioration tout en modélisant la démographie, ainsi que son interaction avec le climat.

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Publiée : 17/07/2018

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