Les scientifiques ont révélé le rôle essentiel que joue la composition chimique du substratum rocheux dans la limitation de la croissance de la végétation dans certains des terrains les plus arides et rocheux du monde.

Une équipe de scientifiques internationaux, dont le professeur Tim Quine de l'Université d'Exeter, a mené de nouvelles recherches pionnières sur la productivité de la végétation dans une région karstique du sud-ouest de la Chine.

Couvrant environ 15 pour cent de la surface terrestre de la Terre, les terrains karstiques sont généralement caractérisés comme étant stériles, sol rocheux - généralement avec des grottes et des gouffres - et une absence de lacs et de ruisseaux de surface.

Surtout, les zones sont bien jointives, calcaire dense trouvé près de la surface, et des précipitations modérées à fortes, l'eau pouvant s'infiltrer à travers la roche, dissoudre et enlever le calcaire au fur et à mesure.

Bien que cette topographie soit connue pour entraver la productivité de la végétation, le rôle que la géochimie du substrat rocheux, c'est-à-dire sa composition chimique, joue dans la réduction de la croissance des plantes n'a pas été étudié de manière approfondie.

Dans la nouvelle étude, l'équipe de recherche a utilisé une « approche de zone critique » - en étudiant une zone qui s'étend de la base du substrat rocheux altéré au sommet de la canopée végétale - à travers une région karstique typique du sud-ouest de la Chine.

Ils ont trouvé des variations significatives dans la composition chimique du substrat rocheux à travers la région, qui a influencé à la fois la quantité et la répartition du sol. Ils ont découvert que ceci, à son tour, a également joué un rôle central dans le contrôle de la croissance des plantes.

Les chercheurs ont montré non seulement que la productivité des plantes n'est pas contrôlée à la fois par le sol et la capacité du substrat rocheux à retenir l'eau, mais aussi ceci à son tour est contrôlé par la géochimie du substratum rocheux.

L'équipe de recherche pense que cela est particulièrement important lorsque l'eau est rare - les mois les plus chauds de l'année - et pendant les sécheresses.

Ils pensent également que les résultats offrent un outil essentiel pour aider les autorités à optimiser l'utilisation des terres, ainsi que l'évaluation de la résilience et de la sensibilité des écosystèmes au changement climatique.

L'étude est publiée dans Communication Nature mercredi, 13 mai 2020.

Le professeur Quine a déclaré :« Notre équipe internationale et notre approche interdisciplinaire de la zone critique nous ont donné un aperçu inestimable des contrôles du substratum rocheux sur la croissance de la végétation dans les paysages emblématiques de la zone karstique chinoise. Nous avons pu montrer que la chimie du substratum rocheux nous fournit une mesure quantitative précieuse de la capacité des écosystèmes à retenir l'eau qui est essentielle pour soutenir la croissance des plantes pendant les saisons sèches et les sécheresses."

Professeur Hongyan Liu de l'Université de Pékin, et chercheur principal, a déclaré :« Notre recherche montre également l'importance mondiale de l'influence du substratum rocheux sur la productivité de la végétation. Nous avons sélectionné 12 des principales régions karstiques du monde, 10 d'entre eux montrent des différences significatives dans la productivité de la végétation en raison de la géochimie du substratum rocheux".

Le professeur Meersmans de l'Université de Liège a déclaré :« Cette étude met en évidence l'importance de la recherche interdisciplinaire à travers les frontières du sol, les plantes et les géosciences afin de démêler l'impact et l'interaction de divers facteurs clés déterminant la production primaire dans les régions karstiques. De plus, la présente étude offre une base pour de futures recherches évaluant la résilience de ces écosystèmes fragiles face au changement climatique et à d'autres menaces environnementales."

La recherche a été menée dans le cadre du projet SPECTRA Royaume-Uni-Chine (NERC-NSFC), appelé Soil Processes and Ecological Services in the Karst Critical Zone of Southwest China, qui vise à favoriser le développement durable de l'une des régions les plus pauvres de Chine, Guizhou.

La région karstique du Guizhou, avec une population de 35 millions d'habitants, est l'une des régions les plus pauvres de Chine avec un PIB inférieur à 50 % de la moyenne nationale. En réponse à la détérioration de l'environnement et à l'évolution des conditions sociales dans la région karstique du Guizhou, le gouvernement chinois est intervenu pour favoriser l'abandon des terres cultivées les plus dégradées et leur succession aux prairies, arbuste et forêt.

Le projet SPECTRA est conçu pour identifier les contrôles biologiques sur la disponibilité des nutriments, formation et perte de sol, et leur réponse aux perturbations, fournir la riche base de preuves nécessaires pour éclairer la prise de décision en matière de gestion des terres dans la province du Guizhou.

"La géochimie du substratum rocheux influence la croissance de la végétation en régulant la capacité de rétention d'eau du régolithe" est publié dans Communication Nature .