Avec toute la discussion sur les effets du changement climatique mondial, de nouvelles recherches montrent qu'un autre type de climat est un facteur important dans la récupération régionale des pins pinyon après des épisodes de sécheresse - le microclimat.

Les microclimats sont des climats localisés trouvés dans un plus grand, comme celui d'un canyon frais dans le désert du Sud-Ouest. Ces microclimats se produisent en raison des différences locales dans le paysage et la végétation existante qui contrôlent la température, modèles de vent, humidité, et de l'eau disponible. Les subtilités physiques créent des environnements plus petits au niveau du sol appelés microsites, qui sont souvent nécessaires pour soutenir des formes de vie individuelles comme un pin pinyon.

Les pins Pinyon font partie intégrante des processus qui contrôlent les fluctuations de l'eau et de l'énergie dans le sud-ouest. Les arbres stockent également de grandes quantités de carbone pour la région. Le pin Pinyon a longtemps fourni de la nourriture - pignons, utilisé pour faire du pesto—abri et autres produits pour les personnes et les animaux.

"Les sécheresses récentes ont entraîné une mortalité généralisée du pin pinyon dans une grande partie du sud-ouest des États-Unis, " a déclaré Miranda Redmond, Professeur assistant de la CSU et auteur principal de l'étude. "Notre équipe était vraiment intéressée à savoir si ces forêts allaient revenir ou non et comment les facteurs environnementaux locaux influencent leur récupération."

Redmond a collaboré à cette recherche avec le professeur Peter Weisberg de l'Université du Nevada Reno, Professeur de recherche Neil Cobb de la Northern Arizona University, et le professeur adjoint de recherche Michael Clifford du Desert Research Institute.

Dans l'étude, ils ont examiné comment la prochaine génération de pins pinyon se rétablissait après une grave sécheresse en 2002-2004 qui a causé une mortalité généralisée chez les arbres adultes. L'équipe a déterminé que la résilience du pin pinyon variait à travers le paysage, car les microclimats doivent répondre à des conditions spécifiques pour favoriser la régénération des jeunes semis et la survie des jeunes arbres.

Les résultats sont publiés dans le Revue d'écologie 7 novembre.

Critères de microclimat

Les sites d'étude étaient répartis sur 5, 000 miles carrés de forêts de pins et de genévriers dans le Colorado, Nouveau-Mexique et Arizona, pour capturer le large éventail d'altitudes et de gradients de sol dans lesquels ces arbres prennent racine. 000 milles carrés de la zone Four Corners seul.

« La bonne nouvelle est que même s'il y avait des zones avec une régénération minimale, il y avait aussi des zones qui avaient beaucoup de régénération de pin pinyon, " Redmond a déclaré. "Ces zones étaient généralement plus fraîches et plus humides, avec un couvert arboré plus élevé."

Les chercheurs ont identifié quatre facteurs qui déterminent le potentiel de rétablissement des populations de pins pinyon après une période de sécheresse prolongée :

• Climats localisés plus frais et plus humides avec une plus grande capacité en eau du sol
• Couverture de la canopée des arbres offrant des conditions de microsites ombragées
• Abondants arbres juvéniles plus âgés qui avaient survécu à la sécheresse
• Pins matures à forte production de graines qui ont également survécu à la sécheresse.

Ces demandes simultanées semblent impossibles à satisfaire après une mortalité élevée des arbres, mais Redmond a déclaré que le fait que les zones répondent toujours à ces critères signifie que de nombreux jeunes arbres ont une chance de se battre pour rétablir les forêts et échapper à un sort plus lamentable de leurs ancêtres.

Concours de microsites

Les pins Pinyon dépendent des microclimats pour créer des microsites au niveau du sol à partir desquels ils poussent. Le dénominateur commun qui semble guider la présence ou l'absence de résilience au niveau de l'arbre individuel était l'ombre.

Les zones de microsites ombragées trouvées sous les canopées de pin pinyon mature (ou l'étage dominant) ont une température du sol plus basse et conservent une teneur en eau du sol plus élevée, qui sont tous deux fondamentaux pour la régénération d'un nouvel arbre. La quantité d'ombre a été considérablement réduite dans les zones qui ont connu les plus grandes pertes de pins pinyon. L'équipe de Redmond a comparé des semis de pinyons et de jeunes arbres de diverses régions pour voir comment davantage de lumière du soleil affectait leurs microsites et a trouvé un résultat intéressant.

L'ombre semblait remplir une autre fonction indirecte. Ces zones légèrement plus sombres et plus fraîches ont empêché les graminées qui aiment le soleil d'étendre leur portée dans les sites de régénération des pins appropriés. Même si les pins pinyon sont généralement bien adaptés à la chaleur sèche du Sud-Ouest, les herbes sont encore meilleures, ce qui en fait une menace potentielle pour le royaume du pin pinyon.

"Les graminées semblent rivaliser avec les juvéniles de pinyons, suggérant que la mortalité des arbres de l'étage dominant peut affecter négativement le recrutement des pins si ces microsites subissent une énorme infiltration d'herbe », a déclaré Redmond.

Un autre rival pourrait être l'arbre co-dominant dans les écosystèmes pinyon-genévrier. En général, les genévriers ont mieux résisté à la sécheresse que les pins pinyon, et la recherche a documenté la régénération du genévrier dans les zones herbeuses. Un manque de cette adaptation peut éventuellement devenir un inconvénient pour les pins pinyon, mais pour l'instant, les microsites existants fournissent à la fois les tactiques offensives et défensives nécessaires pour défendre leur terrain contre les herbes envahissantes.

Un avenir incertain

La récente sécheresse n'a pas affecté tous les pins de la même manière dans le sud-ouest. Cette variabilité d'un site à l'autre et d'un État à l'autre a inspiré l'équipe de recherche à mener cette étude à une échelle beaucoup plus grande. Les indicateurs de résilience qu'ils ont identifiés limitent la région à des localités plus petites qui sont encore actuellement viables.

Leurs découvertes offrent une explication sous-jacente aux affirmations scientifiques selon lesquelles cette récente sécheresse n'était qu'un avant-goût de ce que le réchauffement climatique pourrait faire aux écosystèmes pinyon-genévrier. Il est difficile de prédire si et à quelle vitesse ces zones de résilience pourraient se réduire à mesure que le siècle avance. Redmond a déclaré que les tendances actuelles au réchauffement pourraient réduire le nombre de zones avec des microclimats favorables à la future récupération du pin pinyon, pas si mais quand la prochaine sécheresse se produira.

« En raison des changements climatiques récents et des changements climatiques prévus, ces écosystèmes du sud-ouest vont probablement connaître des changements de végétation vraiment sévères, " elle a dit

La possibilité d'une résilience à la sécheresse dans le sud-ouest pourrait disparaître si tel est le cas.