Avec des vents violents et des pluies torrentielles, les ouragans peuvent être des catastrophes pour les personnes et pour les écosystèmes.

Ces tempêtes dévastatrices peuvent avoir des effets majeurs sur les forêts tropicales, démolissant les couverts forestiers et laissant derrière eux des débris qui s'entassent sur le sol forestier. Mais de nouvelles recherches suggèrent que les perturbations écologiques causées par les ouragans peuvent – ​​à long terme – avoir des impacts positifs sur les forêts tropicales.

Les scientifiques de l'observatoire de la zone critique de Luquillo (CZO) et de la recherche écologique à long terme (LTER) de la National Science Foundation (NSF) co-localisés à Porto Rico ont évalué les impacts d'une décennie ou plus d'ouragans qui ont touché terre.

Les ouragans comprenaient des tempêtes avant Irma et Maria, qui a touché terre à Porto Rico en septembre dernier.

Les chercheurs se sont concentrés sur deux perturbations majeures des ouragans :l'ouverture de la canopée, les dommages à la végétation qui créent des espaces ouverts au soleil; et le dépôt de débris ligneux, les retombées de membres et de branches cassés.

Les résultats de l'étude sont rapportés dans un article de la revue Biologie du changement global .

Ouragans et résilience des forêts

Les écologistes ont constaté que dans certains cas, les perturbations forestières causées par les ouragans ont entraîné une augmentation des niveaux de nutriments dans les sols. Pour les forêts tropicales, ce sont les éléments constitutifs de la résilience des écosystèmes.

"Les ouragans sont destructeurs, mais ils sont aussi un mécanisme de renouvellement de la nature, " a déclaré Richard Yuretich, le directeur du programme NSF CZO. « Cette étude montre que les tempêtes peuvent être bénéfiques sur le long terme en augmentant la fertilité des sols, qui contribuera en fin de compte à la récupération d'un écosystème."

L'étude s'est appuyée sur des échantillons de sol provenant d'une série de parcelles expérimentales faisant partie d'une étude sur le terrain à long terme appelée Canopy Trimming Experiment. Dix ans avant l'échantillonnage du sol, Les scientifiques de Luquillo ont manipulé de grandes parcelles dans la forêt pour simuler les perturbations causées par les ouragans.

"Nos recherches ont montré que les sols des forêts tropicales peuvent capturer et stocker du carbone et des nutriments après les ouragans, aider à prévenir les pertes de ces éléments et aider au processus de récupération de la forêt, " dit Whendee Silver, biogéochimiste à l'Université de Californie, Berkeley, et auteur principal de l'article. « Une augmentation de la fréquence ou de la gravité des tempêtes violentes avec le changement climatique peut supprimer ce filet de sécurité, toutefois."

Scénarios d'ouragan

Dans une simulation réaliste d'ouragan, l'ouverture d'un couvert forestier entraînerait le dépôt de débris. Le vent et la pluie feraient éclater la canopée de la forêt, et des branches et des troncs d'arbres pour atterrir sur le sol de la forêt.

Les parcelles expérimentales ont été manipulées pour évaluer les effets de ces perturbations - une zone ne comprenait que le dépôt de débris, une autre perturbation de la canopée, et un troisième à la fois perturbation de la canopée et dépôt de débris.

Le carbone du sol et les concentrations de nutriments tels que le phosphore étaient les plus élevés dans le traitement des débris uniquement, suggérant que la matière organique déposée sur un sol forestier après un ouragan est partiellement incorporée dans le sol, augmenter la fertilité des sols.

"Les modèles climatiques prédisent une augmentation des phénomènes météorologiques violents, y compris l'augmentation de la force et de la fréquence des ouragans, " dit Colette Sainte-Marie, un directeur de programme NSF LTER. "Cette étude d'une décennie montre que les sols ont la capacité d'atténuer certains des effets des ouragans."

Restauration des forêts tropicales

La redistribution de la matière organique dans les sols provoquée par les ouragans fournit les nutriments nécessaires aux communautés écologiques forestières pour se remettre des impacts de tempêtes sévères, les chercheurs ont trouvé.

"Mais il n'est pas certain que ces réponses soient maintenues si davantage d'ouragans se produisent, " dit Omar Gutiérrez del Arroyo de l'Université de Californie, Berkeley, auteur principal de l'article. « Il est important que la canopée de la forêt repousse avant un autre ouragan. Si les ouragans deviennent plus fréquents, cela pourrait conduire à une diminution de la fertilité des sols et du stockage du carbone, avec des implications majeures pour la stabilité des écosystèmes. »

L'étude des effets des tempêtes violentes sur le carbone du sol et le cycle des éléments nutritifs dans le cadre de l'expérience de coupe de la canopée de Luquillo permet aux chercheurs de mieux prévoir les retombées des ouragans sur les écosystèmes forestiers tropicaux.