Le temps qu'il faut à une feuille pour se décomposer pourrait être la clé pour comprendre comment la température affecte les écosystèmes, selon les écologistes de la Kansas State University.

Utilisation des données sur la litière de feuilles dans les flux de 1, 025 parutions, une équipe d'écologistes internationaux des ruisseaux, dont Walter Dodds de la Kansas State University, professeur d'université distingué, et Lydia Zeglin, maître assistant, à la fois dans la division de biologie, ont trouvé que les taux moyens de décomposition de la litière de feuilles sont inférieurs à la moitié de ce que la théorie métabolique de l'écologie prédirait. La recherche, qui a mesuré la sensibilité de la litière de feuilles aux augmentations de température, est publié dans Biologie du changement global .

"La théorie de la façon dont les organismes réagissent à la température dit que les organismes se déplaceront plus rapidement à des températures plus élevées, " Dodds a déclaré. "Cette relation pour les organismes individuels, qu'il s'agisse d'un lézard ou d'une bactérie, a un certain taux d'augmentation avec des températures plus chaudes. Selon notre étude, le taux de décomposition sera toujours plus rapide avec une augmentation de la température, pas aussi vite que prévu."

L'équipe a évalué les données de publications qui mesuraient la litière de feuilles dans les ruisseaux et les rivières et a déterminé que les taux de décomposition de la litière de feuilles peuvent augmenter de 5 à 21 pour cent si la température moyenne de l'eau se réchauffe d'environ 1 à 4 degrés Celsius. Cette découverte va à l'encontre des estimations de la théorie métabolique d'une augmentation de 10 à 45 pour cent avec la même augmentation de la température.

Dodds a dit comprendre les relations entre la température, la décomposition des feuilles et l'eau courante peuvent aider les écologistes à mieux prédire comment le cycle du carbone réagira avec les futurs ajustements climatiques. Étant donné que les matières végétales stockent une grande partie du carbone mondial, et les ruisseaux et les rivières aident à transporter le matériel végétal à travers le monde, la décomposition de la litière de feuilles dans les cours d'eau peut contribuer grandement au carbone atmosphérique. Selon Zeglin, quand les feuilles tombent dans l'eau courante, ils peuvent être transportés vers l'océan, et à mesure qu'ils se déplacent dans l'eau, ils se décomposeront plus complètement. Si les feuilles pénètrent dans le sol et sont conservées, le carbone de ces feuilles est plus susceptible d'être séquestré et moins facilement rejeté dans l'atmosphère que le dioxyde de carbone.

"Les ruisseaux mettent une bonne quantité de CO2 dans l'atmosphère, donc la vitesse à laquelle ces feuilles se décomposent est un indicateur de la quantité de carbone dans l'atmosphère, " a déclaré Dodds. " Plus le carbone est retenu et coincé dans les feuilles, au lieu d'être respiré sous forme de CO2 par les microbes ou les invertébrés qui mangent les feuilles, le meilleur."

En combinant toutes les données de recherche disponibles et en extrayant toutes les variables, les écologistes ont vu des tendances indiquant que les organismes peuvent s'adapter aux conditions environnementales changeantes et que les taux de dégradation peuvent changer légèrement mais ne devraient pas choquer le système.

"Dans une certaine mesure, les communautés biologiques vont s'adapter aux changements environnementaux, " Dodds a déclaré. "Soit les organismes s'adapteront aux changements de température, soit différents organismes efficaces à des températures plus chaudes prendront leur place. Si ces organismes modifient le taux de décomposition de la matière végétale, plus de CO2 reviendra plus rapidement dans l'atmosphère."

L'équipe de recherche a eu l'idée d'extraire des données de milliers d'études déjà publiées et de comparer les taux de décomposition des feuilles du monde entier lors d'une recherche écologique à long terme de la National Science Foundation, ou LTER, atelier. Les données proviennent d'articles de recherche sur les cours d'eau du monde entier, y compris les sites LTER. L'équipe a trouvé les articles à l'aide de moteurs de recherche tels que Google Scholar ou Web of Science.

"Cette méta-analyse montre que s'il existe des variations d'un site à l'autre dans la relation entre la température et la décomposition, la compilation d'informations issues des travaux de milliers de scientifiques individuels nous permet de mieux comprendre les tendances mondiales, " a déclaré Zeglin.