Une équipe de scientifiques de l'Université du Nouveau-Mexique expérimente et apprend le reboisement et les défis présentés par plusieurs facteurs environnementaux dans le sud-ouest semi-aride des États-Unis, où la survie des semis de conifères plantés est généralement faible après un incendie de forêt. La recherche a examiné comment le succès de la plantation après feu est influencé par des facteurs climatiques, topographiques, biotiques et microclimatiques.

L'article intitulé "Planted seedling survival in a post-wildfire landscape:from experimental planting to predictive probabilistic surfaces", a été publié récemment dans Forest Ecology and Management . La recherche a utilisé des semis plantés après un incendie de forêt pour déterminer divers indices topographiques affectant la survie des semis et a utilisé les résultats pour développer un modèle de survie des semis applicable au paysage plus large. Le modèle résultant sera utilisé dans les futures plantations de semis et devrait aider à augmenter la survie des semis dans les paysages post-incendie.

Le nombre d'incendies de forêt qui brûlent plus chaud et causent de vastes zones de mortalité et d'enlèvement d'arbres a augmenté dans le sud-ouest des États-Unis. Les sources de semences d'arbres vivants nécessaires à la régénération naturelle de ces paysages autrefois dominés par les conifères sont maintenant trop éloignées pour que les graines atteignent beaucoup de la zone gravement brûlée, nécessitant la plantation d'arbres pour surmonter cette limitation. Pourtant, les taux de survie des semis plantés sont faibles suite aux incendies de forêt dans le sud-ouest.

"Dans tout le sud-ouest, et en particulier ici au Nouveau-Mexique, ces dernières années, nous avons connu plusieurs incendies de forêt de grande gravité, et ils s'agrandissent, comme nous l'avons vu avec les incendies d'Hermits Peak et de Calf Canyon plus tôt cette année", a déclaré Christopher Marsh, professeur adjoint de recherche au Département de biologie de l'UNM. "Les très grandes zones de chaleur intense n'auront pas de graines pour que les arbres se régénèrent."

Marsh a décrit des graines de pin ponderosa, qui voyagent jusqu'à 200 mètres de la lisière d'une forêt intacte. "Si vous avez une grande parcelle à haute gravité, les graines ne peuvent pas atteindre la majeure partie de la zone et elle sera initialement dominée par des arbustes ou des herbes, comme nous l'avons vu après l'incendie de Las Conchas en 2011 dans les montagnes de Jemez. La plantation de semis peut surmonter cette limitation, mais les taux de survie sont faibles dans le sud-ouest des États-Unis", a-t-il déclaré.

Pour mieux comprendre les facteurs qui causent la mortalité des semis, l'équipe de chercheurs, dirigée par Marsh et le doctorant Joseph Crockett, a planté 2000 semis d'arbres de quatre espèces dans l'empreinte de l'incendie de Las Conchas en 2011 dans le nord du Nouveau-Mexique. Les semis ont été plantés en 2016 et 2017 et suivis sur une période de trois ans, ainsi que des données sur le microclimat, telles que la température de l'air à la hauteur des semis. Les espèces comprenaient :le pin ponderosa, le piñon, le pin blanc du sud-ouest et le sapin de Douglas.

À l'aide de plusieurs variables microclimatiques et d'indices topographiques au niveau du site, les chercheurs ont effectué une analyse de la survie des semis afin de déterminer quels facteurs prédisent le mieux la survie. "Notre idée était de quantifier le microclimat. À quel point les températures estivales étaient-elles chaudes, à quel point il devenait sec, quelle quantité d'humidité les semis avaient-ils à leur disposition", a déclaré Crockett.

"Nous avons également inclus des variables liées à la topographie, une topographie à très petite échelle. Nous sommes allés mètre par mètre pour savoir dans quelle direction le semis faisait face ou quelle quantité d'eau cet endroit particulier du paysage pouvait être calculé pour recevoir en fonction de ce qui se passe au-dessus. ce."

Ils ont découvert que les caractéristiques topographiques qui aident à réduire la quantité de rayonnement solaire, telles que les pentes orientées au nord, et celles qui ont tendance à accumuler de l'eau, telles que les dépressions dans le sol, entraînaient une survie accrue.

"Le fait que ces variables topographiques à petite échelle aient fait un si bon travail pour prédire la survie des semis nous a permis de construire un modèle pour prédire la survie du pin ponderosa sur l'empreinte plus grande du feu de Las Conchas car, contrairement à la météo, la topographie est assez constante d'une saison à l'autre. d'une saison à l'autre et d'une année à l'autre », a déclaré Marsh. "Nous avons utilisé nos données de plantation et les données de 1 145 plants supplémentaires de pin ponderosa, plantés par l'USFS, pour augmenter le nombre de plants que nous avons utilisés pour construire et tester notre modèle."

Les deux séries d'analyses ont mis en évidence l'importance de l'hétérogénéité du paysage dans la formation des environnements microclimatiques et affectant la survie des semis de manière prévisible, les zones recevant moins de rayonnement solaire et plus d'humidité favorisant la survie des semis. Les résultats démontrent qu'en utilisant des données topographiques à échelle fine, telles que des données de résolution d'un mètre (3,28 pieds), vous pouvez identifier les zones où les conditions seront plus propices à la survie des semis dans l'environnement post-incendie plus chaud et plus sec.

"Notre objectif était d'utiliser une approche de modélisation qui nous permettrait d'incorporer plus de données provenant de futurs projets de plantation afin que nous puissions améliorer nos prévisions. L'idée est qu'au fur et à mesure que le Nouveau-Mexique brûle puis est planté, nous pouvons collecter des données de survie afin que notre modèle a une plus grande précision et les gestionnaires des terres peuvent obtenir des taux de survie plus élevés pour aider à réduire le coût du reboisement », a déclaré Marsh. L'équipe de l'UNM a déjà suscité l'intérêt du Service forestier américain pour les incendies d'Hermits Peak et de Calf Canyon que les scientifiques modélisent actuellement. + Explorer plus loin

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