Les forêts reculées du bassin du Congo en Afrique ont longtemps été un angle mort pour les scientifiques qui cherchent à comprendre comment les cycles naturels de la Terre réagissent aux caractéristiques environnementales uniques de différentes régions.

Maintenant, deux chercheurs de la Florida State University font partie d'une équipe mondiale de scientifiques qui révèlent le rôle inattendu que jouent les incendies à grande échelle et les dépôts élevés d'azote dans l'écologie et la biogéochimie de ces forêts luxuriantes d'Afrique centrale.

Leurs découvertes, publié dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences , pourrait signaler une compréhension fondamentalement nouvelle de la structure de ces forêts, fonctionnement et biodiversité.

« Nous travaillons dans le bassin du Congo depuis une décennie et des découvertes comme celle-ci fournissent de nouvelles informations sur le fonctionnement de notre planète et nous rappellent tout ce que nous devons encore comprendre sur le monde qui nous entoure, " a déclaré Rob Spencer, professeur agrégé au Département de la Terre, Sciences de l'océan et de l'atmosphère.

En collaboration avec leurs collègues belges et congolais, Les scientifiques de l'AUS ont mené des recherches approfondies sur le terrain dans tout le bassin du Congo, densément boisé, une région dont l'inaccessibilité et les troubles politiques l'ont rendu gravement sous-étudié et pauvre en données.

Les échantillons collectés au cours des travaux sur le terrain ont été traités à l'aide d'un spectromètre de masse à ultra-haute résolution logé au National High Magnetic Field Laboratory, dont le siège est à FSU. Cet outil analytique sophistiqué fournit des signatures moléculaires détaillées de la matière organique dans un échantillon donné.

Les chercheurs étaient particulièrement intéressés à passer au crible les échantillons pour un groupe de composés dérivés du feu appelés aromatiques condensés, qui indiquent le rôle du feu comme source de matière organique.

"Assez sur, nous avons constaté que les aromatiques condensés dérivés du feu étaient liés aux niveaux élevés d'azote dans les échantillons, " a déclaré le doctorant de la FSU Travis Drake, un co-auteur de l'étude. "La modélisation atmosphérique suggérait déjà que ces dépôts élevés d'azote étaient liés au feu, mais maintenant, nous avions des preuves moléculaires pour le confirmer. »

Les forêts du bassin du Congo sont bordées sur leurs faces nord et sud par de vastes mosaïques de savanes sèches et de prairies. Lorsque des incendies se déclarent dans ces régions plus sèches à cause de l'agriculture sur brûlis ou de causes naturelles comme la foudre, des étendues massives de biomasse partent en fumée. Une grande partie de l'azote organique de ces incendies, les chercheurs ont maintenant trouvé, est emporté dans l'atmosphère et déposé sur les forêts.

Dans les écosystèmes tropicaux comme les forêts congolaises, l'azote peut souvent agir comme un élément nutritif limitant, un élément naturel dont la rareté peut freiner la croissance biologique. Lorsque des excédents d'un nutriment limitant sont pompés dans un écosystème, il peut stimuler et accélérer la croissance d'une sélection d'espèces entreprenantes.

Sur son visage, ce processus peut sembler inoffensif. Mais, Drake a dit, la saturation en éléments nutritifs peut en fait avoir pour effet de réduire la biodiversité.

« Chaque organisme d'un écosystème se spécialise et essaie de trouver sa petite place dans la cascade des nutriments, " dit Drake. " Mais si la forêt est inondée de nutriments, certaines plantes et organismes en bénéficieront beaucoup plus que d'autres, et cela peut conduire à moins de biodiversité."

Drake a déclaré que ces résultats soulèvent une question majeure sur l'écologie des forêts du Congo :si ces taux élevés de dépôt d'azote durent depuis des centaines, des milliers ou des dizaines de milliers d'années, Comment cela a-t-il pu affecter la croissance et le développement à long terme des forêts ?

"Il existe des différences écologiques étonnantes entre la forêt du Congo et d'autres forêts tropicales comme l'Amazonie, " a-t-il dit. " L'Amazonie n'a pas l'étendue, les savanes arides ou les importants apports de feu que l'on trouve au Congo, et il y a beaucoup moins de biodiversité au Congo qu'en Amazonie. Si les incendies inondent l'atmosphère d'azote depuis des années, il est possible que le Congo ne soit qu'une forêt extrêmement sur-fertilisée."

Autrefois, peu de recherches avaient été menées sur l'écologie et la biogéochimie des forêts du Congo. En réalité, dans de nombreux cas, les modèles de la région se sont appuyés sur des données vieilles de plusieurs décennies, spéculation ou taux grossièrement greffés d'autres forêts tropicales du monde.

Maintenant, les scientifiques travaillent avec une appréciation renouvelée des caractéristiques écologiques uniques de l'Afrique centrale. Drake a déclaré que ces découvertes les plus récentes contribuent à signaler une nouvelle ère de recherche dans les forêts du bassin du Congo.

"People are now seeing the Congo as an important hotbed for research, " he said. "It's an encouraging time to be a scientist working in the Congo."