Malgré le réchauffement climatique, l'érable à sucre ne migrera pas rapidement vers le nord
Publié par Adrien le 14/01/2020 à 08:00
Source: Université de Montréal
Le climat est un important déterminant de l'étendue des espèces végétales et, avec le réchauffement climatique, certaines études indiquent qu'à la fin du présent siècle certaines pourraient s'étendre à quelques dizaines de kilomètres au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de leur aire de répartition actuelle. Et de tels changements pourraient avoir des conséquences majeures sur le fonctionnement des écosystèmes terrestres.


Les caractéristiques du sol provenant de la forêt boréale ont un effet délétère plus déterminant, pour l'expansion de l'érable à sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le...) vers le nord, que ce que le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne...) pourrait physiologiquement lui permettre. Crédit: Getty

Or, ce ne sera pas le cas de l'érable à sucre, selon les recherches doctorales d'Alexis Carteron, menées sous la codirection du professeur Étienne Laliberté, de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des...), et du professeur Mark Vellend, de l'Université de Sherbrooke. L'étudiant vient de publier les résultats de ses travaux dans le Journal of Ecology.

Le doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de thèse, dans un projet de recherche sur une durée variable selon les pays et les statuts, comprenant la...) et des collègues du Département de sciences biologiques de l'UdeM ainsi que de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences...) végétale en sont arrivés à cette conclusion après avoir effectué des expériences en serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments...) au Jardin botanique (La botanique est la science consacrée à l'étude des végétaux (du grec βοτάνιϰή; féminin du mot...) de Montréal à partir d'échantillons de sol recueillis dans le parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à...) national du Mont-Mégantic.

L'importance de la composition des sols


Alexis Carteron Crédit: Alexis Carteron
Le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) ‒ et son réchauffement des dernières décennies ‒ joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à...) un rôle primordial dans la migration des populations d'arbres, mais également la composition édaphique ‒ c'est-à-dire des sols. Cependant, le rôle du sol demeure beaucoup moins bien connu que celui du climat.

C'est pourquoi Alexis Carteron et ses collègues ont évalué l'influence des microorganismes et de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) de divers sols sur la survie, la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des matières organiques...) et la performance globale de semis d'érables à sucre (Acer saccharum).

Pour ce faire, ils ont prélevé des échantillons de sol sur le versant (En géomorphologie, un versant est une surface topographique inclinée, située entre des points hauts (pics, crêtes, rebord de plateau, sommet d'un relief) et des points bas (pied de versant, talweg).) est du mont Saint-Joseph dans le parc national du Mont-Mégantic, en juin 2016, à différentes altitudes pour refléter les deux types de forêts qu'on y trouve.

"Le mont Saint-Joseph présente une très forte variation d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la...) et abrite une forêt tempérée, dominée par les érables, et une forêt boréale, où règnent les conifères, avec une ligne de démarcation qu'on observe aisément en regardant la montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète tellurique, satellites comme la Lune), et faisant généralement partie...) de loin", indique M. Carteron.

Différentes expérimentations de sol


Le parc du Mont-Mégantic présente une très forte variation d'altitude et abrite une forêt tempérée, dominée par les érables, et une forêt boréale, où règnent les conifères. Crédit: Alexis Carteron
Après leur germination, les graines d'érable ‒ ou samares ‒ ont été plantées en serre au Jardin botanique de Montréal et y ont poussé pendant deux saisons estivales, soit en 2016 et en 2017, entrecoupées d'une période de dormance hivernale.

Puis, les chercheurs ont appliqué différents traitements de stérilisation et d'inoculation des échantillons de sol afin de mieux comprendre et de distinguer leurs effets biotiques (microorganismes, champignons) et abiotiques (acidité, disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit...) des éléments nutritifs) sur la survie et la croissance des érables.

Une survie et une biomasse moindres en sol boréal

À l'issue de l'été 2017, Alexis Carteron et ses collègues ont mesuré la performance des jeunes érables à sucre selon leur survie et la biomasse produite par chacun, de même que la composition initiale des types de sol.

D'une part, ils ont noté une très faible performance (survie et biomasse) des érables ayant poussé dans le sol provenant de la forêt boréale, par rapport à ceux qui ont poussé dans un sol de la zone de transition entre les forêts tempérée et boréale.

De même, en comparaison des érables ayant pris racine dans un sol de la forêt tempérée, ceux cultivés dans le sol de la forêt boréale et dans le sol inoculé de ce type de forêt affichaient une performance inférieure respectivement de 37 % et de 44 %.

D'autre part, les chercheurs ont constaté que le sol issu de la forêt boréale possède un pH qui freine la survie des érables. De même, le sol de la forêt tempérée ‒ d'où viennent les érables ‒ est plus propice à la colonisation de leurs racines par des champignons mycorhiziens arbusculaires, qui contribuent à leur croissance.

"Globalement, l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) des facteurs biotiques et abiotiques du sol provenant de la forêt boréale a un effet plus délétère que les autres types de sol sur la performance des érables, affirme Alexis Carteron. Cet effet délétère s'avère plus déterminant pour l'expansion de l'érable à sucre vers le nord que ce que le réchauffement climatique pourrait physiologiquement lui permettre."

Mais la composition des sols n'est-elle pas elle-même appelée à changer avec le réchauffement climatique ? "Les propriétés biotiques et abiotiques pourraient devenir plus favorables à une expansion des érables, mais cela ne se produira qu'à très long terme", conclut celui qui a reçu de nombreux prix d'excellence en recherche au cours des dernières années.


Le professeur Mark Vellend (de l'Université de Sherbrooke, cosuperviseur et coauteur de l'étude), Marie Beigas (assistante de terrain), Alexis Carteron, Azucena Hernández (assistante de terrain) et le professeur Étienne Laliberté (de l'Université de Montréal, cosuperviseur et coauteur de l'article). Crédit: Alexis Carteron
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