Chercheur principal Kathryn Barlow, un doctorant en écologie, effectue une étude d'usine sur le bord d'une plate-forme de puits de gaz naturel de schiste Marcellus. Crédit :Mortensen Lab, État de Pennsylvanie
De vastes étendues de forêts de Pennsylvanie ont été coupées à blanc vers 1900 et la repousse provient en grande partie de communautés de plantes indigènes locales, mais une équipe de chercheurs du College of Agricultural Sciences de Penn State a découvert que les espèces envahissantes, les plantes non indigènes font des percées importantes avec le développement du gaz naturel non conventionnel.
La propagation de plantes non indigènes envahissantes pourrait avoir des conséquences négatives à long terme pour l'écosystème forestier dans une région où les bois omniprésents fournissent des revenus du bois, habitat faunique et écotourisme, prévient David Mortensen, membre de l'équipe, professeur de mauvaises herbes et d'écologie végétale appliquée.
Dans les années récentes, lui et d'autres chercheurs de l'Université ont suivi l'impact écologique de centaines de plates-formes de puits, routes d'accès et pipelines construits pour extraire le gaz des schistes de Marcellus.
"Des études ont montré que lorsque des plantes envahissantes telles que Microstegium vimineum (Stilltgrass japonais) s'installent dans une zone, il change la communauté végétale, et les plantes indigènes ont tendance à décliner, " Mortensen a déclaré. "Bientôt, nous verrons un effet d'entraînement dans l'écosystème forestier qui affectera les organismes qui dépendent des plantes indigènes. Finalement, des facteurs économiques tels que les récoltes de bois peuvent être affectés, et les communautés d'animaux sauvages et d'oiseaux vont probablement changer. »
Cette étude la plus récente de l'État de Pennsylvanie documente que des plantes non indigènes envahissent rapidement les forêts du nord de la Pennsylvanie et établit un lien entre les nouvelles invasions et l'activité de développement du gaz de schiste. Dans les conclusions publiées aujourd'hui (20 juillet) dans le Journal de gestion de l'environnement , les chercheurs montrent une corrélation directe entre l'étendue de l'invasion de plantes non indigènes et des aspects distincts du développement du gaz de schiste.
Stiltgrass japonais, ou Microstegium, est l'une des plantes envahissantes les plus courantes en Pennsylvanie, et est souvent observé autour des plates-formes de puits de gaz de schiste et des routes d'accès. Il établit des peuplements denses dans le sous-étage forestier et étouffe la végétation indigène. Crédit :Mortensen's Lab, État de Pennsylvanie
Enquêter, les chercheurs ont mené des enquêtes sur les plantes envahissantes sur et autour de 127 plates-formes de puits de gaz de schiste Marcellus et des routes d'accès adjacentes dans sept districts forestiers de l'État de la forêt nationale d'Allegheny. Les sites d'étude étaient répartis sur le Haut Plateau d'Allegheny, qui est dominée par des forêts mixtes de chênes et de feuillus du Nord; le plateau de Pittsburgh ; et les régions Ridge et Valley du centre de la Pennsylvanie, dominée par des forêts mixtes de chênes.
Soixante et un pour cent des électrodes avaient au moins un problème invasif, espèces végétales non indigènes, et 19 pour cent d'entre eux avaient trois espèces ou plus. L'alpiste roseau, centaurée maculée, chardon rampant, Les échasses du Japon et la vesce couronnée étaient les espèces envahissantes les plus courantes.
L'étude fournit des preuves frappantes que la présence de plantes envahissantes sur les plates-formes de forage est corrélée à la durée écoulée depuis la construction de la plate-forme ; le nombre de puits forés par plateforme ; abondance de plantes envahissantes sur les routes d'accès adjacentes à la plateforme de forage; et la densité des routes dans la zone de la plate-forme avant la construction. En utilisant les données de terrain des 127 blocs de puits, les chercheurs ont créé un modèle pour évaluer les relations directes et indirectes entre les mécanismes et les conditions qui pourraient expliquer la présence de plantes envahissantes.
Les communautés végétales environnantes ont également été étudiées sur un ensemble de 32 blocs de puits sélectionnés au hasard dans l'étude. La couverture végétale non indigène était plus importante sur les bords de la plate-forme de puits perturbés que dans les communautés végétales environnantes.
Les chercheurs ont trouvé des preuves que des plantes envahissantes ont été introduites dans le gravier livré pour construire des plates-formes et des routes, et dans la boue sur les pneus et les trains d'atterrissage des camions circulant sur ces routes, la chercheuse principale Kathryn Barlow, un doctorant en écologie. Elle a souligné que des recherches antérieures de Penn State ont démontré que les graines d'échasses japonaises étaient déplacées par des équipements de nivellement routier sur des routes de gravier dans les forêts.
L'herbe envahissante Phragmites, ou roseau commun, peut être vu pousser sur les bords de nombreuses plateformes de puits de gaz en Pennsylvanie. Crédit :Mortensen's Lab, État de Pennsylvanie
"Compte tenu du fait que, en moyenne, 1, 235 voyages aller simple en camion livrant du fluide de fracturation et de l'agent de soutènement sont nécessaires pour compléter un puits non conventionnel, le potentiel de transport de propagules de plantes envahissantes est important, " dit-elle. Les propagules sont des parties d'une plante qui peuvent générer une nouvelle plante, comme les graines, spores et racines.
« Le matériel et l'équipement utilisés pour la construction et l'entretien des routes peuvent jouer un rôle important dans la dispersion. Le développement des routes peut créer des voies d'établissement et de propagation de plantes envahissantes, " ajouta Barlow.
L'invasion de plantes non indigènes dans les forêts peut entraîner la disparition de plantes indigènes de manière surprenante, Mortensen a souligné, se référant à une étude menée par son laboratoire au Penn State Deer Research Center et publiée en avril 2016. Cette recherche a démontré que les cerfs de Virginie préfèrent les plantes indigènes et semblent éviter de manger des espèces envahissantes.
« Donc, si Microstegium remplit le sous-bois de la forêt et que les cerfs cherchent quelque chose à manger – puisqu'ils ne se nourrissent pas du tout de Microstegium – le cerf coupe toute croissance de plantes indigènes qui parvient à traverser les envahisseurs, " a-t-il dit. " Cela permet aux espèces envahissantes de dominer davantage la communauté végétale.
"Par conséquent, le recrutement d'espèces d'arbres économiquement importantes sera réduit. Ce processus peut être très préjudiciable à la santé de la forêt à long terme, et même à court terme."
