Une collaboration internationale de centaines de scientifiques, dirigée en partie par le laboratoire Forest Advanced Computing and Artificial Intelligence (FACAI) du Département des forêts et des ressources naturelles de Purdue, a développé la première carte mondiale des symbioses des arbres. La carte est essentielle pour comprendre comment les forêts changent et le rôle que joue le climat dans ces changements.

Les résultats, rapporté aujourd'hui dans le journal La nature , proviennent de la Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI), un consortium de scientifiques et de praticiens forestiers dont le FACAI Lab est une plaque tournante et un centre mondial clés. Jingjing Liang, professeur adjoint d'écologie forestière quantitative à l'Université Purdue, est co-encadreur du FACAI Lab, coordinateur et cofondateur du GFBI et co-auteur principal de l'article. Mo Zhou, professeur assistant Purdue en économie et gestion forestières, est un auteur principal de l'article, co-directeur du laboratoire FACAI et économiste principal du GFBI.

Le laboratoire FACAI de Purdue utilise l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique pour étudier le monde, gestion des ressources forestières régionales et locales et conservation de la biodiversité. Pour cette recherche, La FACAI a compilé des données sur l'abondance des espèces à partir de 55 millions d'enregistrements d'arbres dans 1,2 million de placettes d'échantillonnage forestières couvrant 110 pays. L'organisation des données faisait partie intégrante de l'élaboration de la carte mondiale.

"La carte et la base de données sous-jacente de l'inventaire forestier mondial serviront de base à la recherche sur les impacts environnementaux des changements forestiers, conservation biologique et gestion forestière, " a déclaré Liang.

La carte identifie les types de champignons mycorhiziens associés aux arbres dans une forêt particulière. Ces champignons s'attachent aux racines des arbres, étendre la capacité d'un arbre à atteindre l'eau et les nutriments tandis que l'arbre fournit le carbone nécessaire à la survie des champignons. Les deux types de mycorhizes les plus courants sont arbusculaires, qui poussent à l'intérieur des tissus des racines des arbres et sont associés à des espèces d'arbres comme l'érable, frêne et peuplier jaune, et ectomycorhizien, qui vivent à l'extérieur des racines et sont associées à des espèces d'arbres comme le pin, chêne, caryer et hêtre.

Ces associations sont importantes car les mycorhizes affectent la capacité des arbres à accéder aux nutriments, séquestrer le carbone et résister aux effets du changement climatique.

« Gérer les forêts pour l'atténuation du changement climatique et le développement durable, donc, devrait aller bien au-delà de la gestion uniquement des arbres, " dit Zhou.

Les auteurs ont constaté que le climat est le facteur le plus important affectant la répartition des mycorhizes. Le réchauffement climatique réduit l'abondance des espèces d'arbres ectomycorhiziens jusqu'à 10 pour cent. Ce changement modifie les empreintes écologiques et économiques des forêts, surtout le long de l'écotone boréal-tempéré, les zones frontalières entre les forêts plus froides et plus chaudes. Les pertes causées aux espèces ectomycorhiziennes ont des implications sur le changement climatique puisque ces champignons augmentent la quantité de carbone stocké dans le sol.

« Connaître la composition des espèces dans la zone forestière à travers le monde est un début important, " a déclaré Liang. " Il y a de nombreuses questions fondamentales et socio-économiques auxquelles nous pouvons répondre maintenant avec les données GFBI et les techniques d'apprentissage automatique de pointe. "

Le laboratoire FACAI développe actuellement des collaborations pour explorer des questions d'écologie et d'économie, y compris les modèles forestiers d'auto-apprentissage, des approches innovantes de valorisation de la biodiversité, la localisation de ressources forestières inconnues et l'exploration spatiale.