La canopée de la forêt tropicale est l'une des frontières sous-explorées de la Terre. Pour comprendre comment ces environnements uniques réagissent au changement climatique, une équipe de l'Ecosystems Lab de l'Université d'Oxford et d'instituts partenaires au Ghana a rassemblé des preuves à la cime des arbres, trouver des forêts plus sèches est plus à risque.

Notre monde naturel est confronté à des changements sans précédent dans la répartition de la biodiversité – la variété de la vie sur terre – aux échelles locale et mondiale. Environ un million d'espèces sont menacées d'extinction, menace imminente pour le fonctionnement des écosystèmes et pour le bien-être humain.

Dans notre nouvelle étude, récemment publié dans Communication Nature , nous étudions si et comment le changement climatique a affecté la diversité des écosystèmes tropicaux en Afrique de l'Ouest au cours des dernières décennies. En particulier, nous voulions comprendre si les forêts tropicales plus humides et plus sèches répondaient de différentes manières aux mêmes moteurs de changement.

Pour cette étude, nous avons mené un travail de terrain au Ghana pendant six mois. La campagne sur le terrain a été dirigée par le Dr Imma Oliveras et le Dr Stephen Adu Bredu et coordonnée par les co-auteurs Theresa Peprah et Agne Gvozdevaite. Il faisait partie d'un effort mondial. Plus de 25 assistants de recherche de l'Université KNUST et de l'Institut forestier du Ghana (FORIG) ont participé à la campagne sur le terrain et ont été formés aux techniques d'échantillonnage et aux protocoles scientifiques pour entreprendre la recherche.

Au cours de la campagne, nous avons visité des grappes de parcelles d'échantillonnage sur trois sites, s'étendant le long d'un gradient climatique allant de la forêt tropicale humide ancienne à la forêt sèche et à la savane. Nous avons échantillonné les feuilles et les branches de 299 arbres. Ce furent de très longues journées, généralement à partir de 4h30 du matin avec un petit-déjeuner en groupe et à 6h du matin, nous étions déjà en train de travailler sur le terrain. Nous terminions le travail de terrain vers 15 heures. puis travailler dans les laboratoires de terrain jusqu'à 22 heures. Certains des assistants de recherche - qui étaient à l'époque des étudiants à la maîtrise et au premier cycle - ont poursuivi leurs études de troisième cycle après l'expérience et ont réussi à trouver des bourses au Ghana, L'Europe et les États-Unis.

Au début de cette recherche, nous nous attendions à ce qu'une tendance à l'assèchement se traduise par une diminution globale de la diversité pour toutes les forêts tropicales. Cependant, nous avons constaté que les communautés forestières dans les sites plus secs ont connu en moyenne des déclins plus importants en termes fonctionnels, diversité taxonomique et phylogénétique dans le temps que les communautés forestières des zones plus humides.

Cela signifie que les forêts plus sèches évoluent vers des communautés forestières de plus en plus homogènes, s'écartant davantage des forêts plus humides en termes fonctionnels, diversité taxonomique et phylogénétique. En revanche, les forêts plus humides ont montré en moyenne des augmentations de la diversité fonctionnelle et taxonomique, ce qui pourrait être le résultat de leur plus grande disponibilité en eau atmosphérique et souterraine par rapport à celle disponible pour les forêts plus sèches. Globalement, les conditions climatiques et pédologiques expliquent en partie les changements de diversité et les différences de réponses entre les forêts tropicales plus sèches et plus humides en Afrique de l'Ouest.

Stephen Adu-Bredu et Theresa Peprah du CSIR-Institut de recherche forestière du Ghana, a décrit que certaines des choses les plus difficiles à faire pendant le travail sur le terrain étaient de se réveiller tous les jours à 3 heures du matin afin de se rendre sur le terrain vers 4 heures du matin pour les mesures du potentiel hydrique avant l'aube, ainsi que l'escalade des arbres à cette heure de la journée. Ils disent :« La saison sèche CO 2 la mesure des échanges était difficile et frustrante. On peut passer plus d'une heure voire une journée sur une seule feuille, et les mesures sont à effectuer sur trois feuilles par branche, comme le protocole l'exige."

Dr Imma Oliveras, auteur principal de l'étude et chef de programme adjoint sur les écosystèmes à l'Environmental Change Institute, Université d'Oxford, réfléchit sur la campagne sur le terrain :« Pour moi, cette campagne sur le terrain a été une expérience incroyablement enrichissante. Ce furent des journées chargées d'échange de connaissances. Je formerais des étudiants locaux aux méthodologies scientifiques, et ils m'enseignaient la flore locale ainsi que les forêts locales et la culture et les traditions ghanéennes.

"Certaines forêts avaient des jours tabous où nous n'étions pas autorisés à aller dans la forêt et que nous utilisions pour rattraper le travail de laboratoire. Nous échangerions également des connaissances dans d'autres aspects, comme la cuisine. J'ai appris à faire du foufou et je leur ai appris à cuisiner des omelettes espagnoles. Scientifiquement, J'ai aimé former les assistants de recherche à la fois à la collecte de données, data curing et analyses de données, et la plupart des participants sont maintenant co-auteurs d'autres recherches connexes."

Dans notre étude, nous n'avons pas évalué comment les changements de diversité affectent le fonctionnement de l'écosystème. Cependant, il existe de nombreuses preuves montrant que les diminutions fonctionnelles, la diversité taxonomique et phylogénétique pourrait entraîner la perte de fonctions forestières, comme l'utilisation des ressources, le cycle et la production de biomasse et la résilience au changement climatique. Par conséquent, les fonctions écosystémiques des communautés qui montrent des diminutions dans les trois facettes de la diversité pourraient être particulièrement vulnérables sous un climat sec.

Globalement, notre étude a révélé que les communautés forestières plus sèches ont subi une homogénéisation de la biodiversité en raison d'un réchauffement et d'un assèchement du climat, ce qui pourrait à terme avoir des impacts négatifs non seulement sur le fonctionnement des écosystèmes mais aussi sur leur contribution au bien-être et aux moyens de subsistance des populations.