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En direct des laboratoires

 

25 avril 2018

Le changement climatique renforce la sensibilité du fonctionnement des écosystèmes forestiers à la diversité en espèces d’arbres

 

Mots clés : diversité, fonctionnement, forêt, changement climatique, effet indirect

 

Le changement climatique affecte le fonctionnement des écosystèmes directement à travers les impacts sur la physiologie des organismes, mais il a également un impact indirect à travers les changements dans la composition et la diversité des communautés. Pour la première fois, une étude publiée dans Scientific Reports par des chercheurs du CNRS, de l'Institute of Terrestrial Ecosystems de Zürich, de l'Université de Freiburg et de l'INRA a quantifié l’importance relative de ces effets directs et indirects par simulations, sur un gradient climatique de forêts tempérées européennes. Les résultats montrent que les effets indirects liés au changement de composition des communautés ont été largement sous-estimés jusqu’ici.

 

Vue aérienne produite via un drone, du bassin versant du Strengbach, dans le massif vosgien. © Pascal VARAMBON/LHYGES/IGPS/OHGE/CNRS Photothèque

 

Il est difficile de quantifier l'importance relative des effets directs et indirects du changement climatique sur le fonctionnement des écosystèmes parce qu’ils sont intimement liés. Ce constat est particulièrement vrai pour les écosystèmes forestiers, pour lesquels l’expérimentation sur le long-terme est difficile du fait de la longévité des arbres et de la temporalité de la dynamique des communautés forestières. En utilisant une approche originale de modélisation, et en réalisant un grand nombre de simulations (plus de 300 000 communautés simulées), les auteurs de l’étude ont pu démêler ces deux effets sur un grand gradient climatique de forêts tempérées européennes.

En analysant ces simulations considérant des scénarios futurs de changement climatique, ils ont d’abord montré que la productivité forestière est positivement impactée par la richesse en espèces d'arbres en conditions de climat futur, de façon cohérente avec les travaux sous climat actuel. Cependant, leurs résultats suggèrent que les effets indirects, liés au changement de composition des communautés, semblent essentiels pour comprendre l'ampleur de l’impact du changement climatique sur la productivité forestière. Des conditions plus chaudes et plus sèches peuvent affecter les relations entre diversité et productivité des forêts sur le long terme, principalement via l’effet du recrutement d’espèces, améliorant ou diminuant la complémentarité entre espèces dans l'utilisation des ressources.

Ainsi, la perte d'espèces-clés sous l’effet du changement climatique semble impacter plus sévèrement la productivité des écosystèmes forestiers lorsque les conditions environnementales deviennent plus difficiles dans le futur, notamment via de fortes sécheresses. Au contraire, dans les sites dont les conditions futures seraient plus favorables à la croissance des espèces d’arbres (par exemple un site froid pour lequel le réchauffement pourrait être favorable), l’effet de la diversité sur la productivité serait, en moyenne, beaucoup moins important.

Cette étude est pionnière quant à l’estimation de l’effet combiné du changement climatique direct et des changements de diversité indirects sur le fonctionnement des écosystèmes. Ces résultats illustrent comment les forêts à forte diversité, même sous climat tempéré, pourraient être plus résilientes au changement climatique.

 

Relation entre richesse spécifique finale (en fin de simulation) et productivité simulée en conditions actuelles (ligne noire) et en conditions futures (ligne en couleur), pour un site dont la productivité moyenne (sur toutes les simulations réalisées dans ce site) augmente avec le changement climatique [à gauche], et pour un site dont la productivité moyenne diminue avec le changement climatique [à droite]. Les flèches représentent la tendance moyenne sur la productivité. A droite, pour le sites expérimentant des conditions futures plus sévères vis-à-vis de la croissance des arbres, la pente de la droite rouge est plus forte que la droite noire, montrant que l’effet diversité sur la productivité est accru en conditions futures, à l’inverse du panneau de gauche.

 

Référence :

Morin X., Fahse L., Jactel H., Scherer-Lorenzen M., Garcia-Valdés R. & Bugmann H. 2018. Long-term response of forest productivity to climate change is mostly driven by change in tree species composition. Scientific Reports. 8, 5627.


Contact chercheur :

Xavier MORIN - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive - CEFE (CNRS / Université de Montpellier / Université Paul Valéry Montpellier / EPHE / IRD) - xavier.morin@cefe.cnrs.fr

 

http://www.cnrs.fr/inee/z-outils/images/boite-outils/icones-coeur/contact.gifContact communication :
Nathalie VERGNE - Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive – CEFE (CNRS / Univ. Montpellier / Univ Paul Valery Montpellier 3 / EPHE / IRD) - T. 04 67 61 32 56 - nathalie.vergne@cefe.cnrs.fr / comCEFE@cefe.cnrs.fr

 

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