Plus jeune, les arbres plus petits qui composent une grande partie des forêts de l'est de l'Amérique du Nord ont augmenté leur production de graines sous le changement climatique, mais plus vieux, les arbres plus gros qui dominent les forêts dans une grande partie de l'ouest ont été moins réactifs, une nouvelle étude dirigée par l'Université Duke trouve.

Baisse de la production de graines de ces arbres, ou la fécondité, pourrait limiter la capacité des forêts occidentales à se régénérer à la suite des dépérissements à grande échelle liés à la hausse des températures et à l'intensification des sécheresses qui se produisent actuellement dans de nombreux États et provinces.

Cette division continentale, rapporté pour la première fois dans la nouvelle étude, « pourrait considérablement modifier la composition et la structure des forêts nord-américaines du 21e siècle, " a déclaré James S. Clark, Nicholas Distinguished Professor of Environmental Science à Duke, qui a dirigé la recherche.

Connaître les réponses contrastées qui se produisent et comprendre pourquoi elles se produisent aidera les scientifiques à prédire avec plus de précision les changements futurs dans les forêts nord-américaines et à développer des stratégies de conservation et de gestion pour atténuer les changements, il a dit.

Des chercheurs de 48 institutions ont collaboré avec Clark sur l'étude évaluée par des pairs, qui paraît le 23 février dans Communication Nature .

La fécondité est une mesure de la capacité des arbres à se régénérer après le dépérissement et d'autres perturbations à grande échelle en dispersant des graines dans des habitats où leurs chances de survie future sont plus favorables. C'est un facteur essentiel pour déterminer les réponses futures des forêts au changement climatique, mais comme beaucoup de processus écologiques, c'est bruyant, très variable et incroyable difficile à estimer.

La fécondité évolue avec le temps, en fonction des changements de taille d'un arbre, taux de croissance ou accès à la lumière, eau et autres ressources, et est entraîné par deux impacts climatiques indirects :les effets de la croissance qui dépendent du climat, et les effets du climat qui dépendent de la taille des arbres—qui ne sont actuellement pas pris en compte dans les modèles utilisés pour prédire les changements futurs.

« C'était le seul processus démographique majeur à l'origine de la réponse des forêts au changement climatique pour lequel nous manquions d'estimations sur le terrain, " dit Clark.

Pour résoudre ce problème, il a conçu un nouveau logiciel statistique qui lui a permis de synthétiser des décennies de données brutes sur la taille, croissance, propagation de la canopée, et accès à des ressources pour près de 100 personnes, 000 arbres individuels sur des sites de recherche à long terme et des forêts expérimentales à travers l'Amérique du Nord. Les données brutes non filtrées ont révélé ce que les méta-analyses précédentes basées sur des mesures moyennes avaient manqué :à l'échelle continentale, la fécondité augmente à mesure qu'un arbre grandit, jusqu'à un certain point. Et puis ça commence à décliner.

"C'est ce qui explique le clivage Est-Ouest. La plupart des arbres à l'Est sont jeunes, en croissance rapide et entrant dans une classe de taille où la fécondité augmente, ainsi tout impact indirect du climat qui stimule leur croissance augmente également leur production de graines, " a déclaré Clark. " Nous voyons le contraire se produire avec les plus âgés, des arbres plus grands à l'ouest. Il y a des petits et des grands arbres dans les deux régions, bien sûr, mais les régions diffèrent suffisamment dans leur structure de taille pour répondre de différentes manières.

"Maintenant que nous comprenons, dans l'ensemble, comment tout cela fonctionne, l'étape suivante consiste à l'appliquer à des espèces ou à des peuplements individuels et à l'intégrer dans les modèles que nous utilisons pour prédire les futurs changements forestiers, " il a dit.

Les données utilisées dans l'étude proviennent d'arbres du réseau de surveillance Mast Inference and Prediction (MASTIF), qui comprend plus de 500 sites de recherche sur le terrain à long terme à l'échelle nationale, y compris des parcelles qui font également partie du Réseau National d'Observation Écologique (NEON).