Les parcelles d'inventaire forestier dans la province physiographique de Ridge and Valley en Pennsylvanie utilisées dans cette étude sont présentées. Les parcelles d'inventaire étaient limitées aux terres détenues et gérées par le Pennsylvania Department of Conservation of Natural Resources Bureau of Forestry et la Pennsylvania Game Commission, reposant sur un substratum rocheux de schiste et de grès. Crédit :Groupe de recherche Margot Kaye, État de Pennsylvanie
La capacité d'une forêt à stocker du carbone dépend en grande partie du substrat rocheux sous-jacent, selon les chercheurs de Penn State qui ont étudié la productivité des forêts, composition et caractéristiques physiques associées des roches de la crête des Appalaches et de la région de la vallée de la Pennsylvanie.
Les résultats ont des implications pour la gestion des forêts, les chercheurs suggèrent, parce que les forêts qui poussent sur le substratum rocheux de schiste emmagasinent 25 % de vie en plus, carbone aérien et croître plus rapidement, absorbant environ 55 % de plus de carbone chaque année que les forêts poussant sur un substrat rocheux de grès.
Les résultats démontrent que les forêts reposant sur le schiste dans cette région fournissent plus de services écosystémiques tels que l'absorption de carbone et la biodiversité, a expliqué la chercheuse Margot Kaye, professeur agrégé d'écologie forestière au Collège des sciences agricoles. Aussi, les forêts de schiste constituent une plus petite partie du paysage et devraient être des candidats hautement prioritaires pour la gestion ou la conservation.
« Alors que les forêts se développent et réagissent au réchauffement, les changements dans les précipitations et les espèces envahissantes, les gestionnaires bénéficieront de l'intégration des influences lithologiques et des considérations sur la composition et la productivité des forêts, " dit-elle. " Par exemple, la conservation des forêts poussant sur du schiste avec une plus grande diversité d'espèces conduira probablement à des forêts résilientes aux facteurs de stress et pouvant croître plus vigoureusement. »
Les aménagistes forestiers, réalisant maintenant la disparité de productivité, peuvent cibler les forêts qui poussent sur le schiste pour la conservation et la séquestration du carbone, Kay conteste. En revanche, ils peuvent décider que les forêts qui poussent sur du grès sont mieux adaptées à la gestion de l'habitat faunique ou aux loisirs.
Pour tirer leurs conclusions, les chercheurs ont analysé les données d'inventaire forestier de 565 parcelles sur les terres forestières et de gibier de l'État gérées par le ministère de la Conservation et des Ressources naturelles de Pennsylvanie et la Commission du gibier de l'État dans la région de la crête et de la vallée des Appalaches. Ils ont utilisé une suite de métriques de paysage dérivées du SIG, y compris les mesures du climat, topographie et propriétés physiques du sol, identifier les moteurs de la dynamique du carbone des forêts vivantes en relation avec le substrat rocheux.
Un peuplement typique de châtaigniers poussant au sommet de la formation de quartzite de Tuscarora dans la forêt d'État de Rothrock. Les forêts qui poussent au-dessus d'un substrat rocheux de grès comme celui-ci ont des arbres plus petits et une moins grande diversité d'espèces d'arbres. Crédit :Warren Reed, État de Pennsylvanie
Ces parcelles forestières contenaient plus de 23, 000 arbres, de 20 à 200 ans, la plupart ont entre 81 et 120 ans, selon les données d'inventaire forestier disponibles les plus récentes. Dans le jeu de données de l'étude, 381 parcelles étaient sur un substrat rocheux de grès et 184 sur du schiste, un rapport similaire à la quantité de terres publiques de Pennsylvanie sur chaque type de substrat rocheux dans la région de Ridge and Valley. Il y en a 812, 964 acres de forêt sur grès et 262, 025 acres de forêt sur schiste dans la région.
"C'est un chiffre révélateur, " a déclaré le chercheur principal Warren Reed, un doctorant en écologie.
Alors que les forêts reposant à la fois sur des substrats rocheux de schiste et de grès étaient dominées par le chêne, les communautés d'arbres sont assez différentes, fit remarquer Reed. Le chêne rouge du nord est plus dominant sur le substrat rocheux de schiste, et le châtaignier domine sur le grès. La plupart des espèces de la forêt ont tendance à être plus productives sur le schiste, et la diversité des espèces d'arbres est plus élevée dans les sites sur substrat rocheux de schiste.
Les forêts poussent plus rapidement sur le substrat rocheux de schiste que sur le substrat rocheux gréseux en raison des caractéristiques du sol qui rendent généralement l'eau plus accessible aux arbres, Reed a émis l'hypothèse. Sur des millions d'années, le substrat rocheux s'effondre, devient matériau parent et les sols se développent. En raison de la composition des types de roches, les schistes se décomposent en sols à texture plus fine que le grès, ce qui est plus grossier.
Les forêts situées au-dessus du substratum rocheux de schiste qui poussent dans des sols plus fins ont généralement un meilleur accès à l'eau pendant la saison de croissance.
"Nous voyons cela à travers le paysage, la productivité forestière est donc indirectement liée au substrat rocheux, " a déclaré Reed. " Les chênes qui poussent sur le grès sont plus sensibles au climat annuel et à la disponibilité de l'eau - ou en d'autres termes, la croissance du chêne sur le grès est plus limitée par l'eau que sur le schiste."
Les conclusions de la recherche, récemment publié dans Écologie et gestion forestières , sont passionnants, Reed a noté, parce que les informations sur le type de substrat rocheux sous-jacent ont été facilement disponibles mais n'étaient pas utilisées auparavant pour comprendre la croissance des forêts. Des cartes montrant l'emplacement des types de substratum rocheux existent depuis des décennies. Mais l'ampleur des différences forestières dues au substratum rocheux est assez surprenante, il a dit.
Le concept d'influences géologiques sur la croissance des forêts sera particulièrement précieux en Pennsylvanie, Reed a dit, parce que c'est un important producteur de bois de feuillus, et l'État a tellement de forêts qui poussent sur sa partie de la région de la crête et de la vallée des Appalaches. La crête et la vallée constituent une partie importante des Appalaches boisées, ces règles devraient donc s'appliquer du sud de New York au nord de la Géorgie dans ce paysage.
« La séquestration du carbone dans les forêts est l'une des nombreuses solutions basées sur la nature dont nous disposons pour lutter contre le changement climatique mondial, ", a-t-il déclaré. "Je pense qu'il s'agit d'un service écosystémique qui continuera à gagner du terrain et, éventuellement, à augmenter sa valeur marchande."
