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En direct des laboratoires

 

17 mai 2018

Décryptage des saisons de fructification d’une forêt amazonienne en Guyane

 

Mot-clés : écologie tropicale, Nouragues, saison de fructification

 

Une alimentation en fruit diversifiée, régulière et abondante des animaux disséminateurs de graines est essentielle pour une bonne régénération et le stockage de carbone des forêts tropicales. En utilisant un nouveau modèle bayésien hiérarchique, une équipe internationale associant des chercheurs du MNHN, du CNRS et du Smithsonian Tropical Research Institutea montré que les périodes de fructification et les quantités de fruits produites sont extrêmement variables au cours d’une décennie ; les espèces les plus irrégulières en durée de fructification étant également les plus variables en termes de production de graines.

 

La forêt de la station de recherche du CNRS au cœur de la Réserve Naturelle Nationale des Nouragues. (Crédit : Pierre-Michel Forget, MNHN-CNRS).

 

La forêt de la station de recherche des Nouragues, au cœur de la zone protégée de la Réserve naturelle nationale éponyme, est un site d’étude qui permet d’effectuer un suivi des populations végétales et animales dans des conditions optimales de travail, sans l’influence directe de l’anthropisation des milieux naturels. Le personnel CNRS de la station participe aux divers protocoles d’études de l’écologie de cet écosystème tropical, unique et diversifié, qui est d’une extrême complexité, notamment pour ce qui concerne la biodiversité et les interactions plantes-animaux, et leurs conséquences pour la dynamique des plantes. C’est une station de référence pour les recherches internationales sur les effets du changement climatique sur le fonctionnement des écosystèmes tropicaux. Dans ce cadre, l’unité mixte de recherche MECADEV UMR7179 CNRS-MNHN y a initié en février 2001 un suivi à long terme de la phénologie de reproduction des plantes à l’aide d’un réseau de 160 collecteurs de litière disposés sur les parcelles permanentes inventoriées et étudiées depuis le début des années 1990. L’étude qui est publiée dans un supplément de la revue BIOTROPICA sur la phénologie des forêts tropicales est la première étude à long terme (10 ans) de la phénologie de fructification des espèces végétales en forêt amazonienne.

 

Un collecteur de litière installé sur les parcelles permanentes du dispositif de suivi de la phénologie de fructification de la forêt de la station de recherche des Nouragues (Crédit: Pierre-Michel Forget, MNHN-CNRS).

 

Si la saisonnalité des fruits est essentielle pour l’alimentation des animaux frugivores et granivores, et la dynamique de régénération des plantes, en revanche, peu d'études à long terme ont été entreprises pour décrire la variabilité des périodes de reproduction et de la production de fruits dans les écosystèmes tropicaux. Souvent, les recherches concernent une à deux années, ou ciblent quelques espèces végétales uniquement. En Guyane, une étude préliminaire avait permis de mettre en évidence l’importance des saisons de fructifications irrégulières (« masting ») mais n’avait pas permis de conclure sur les rythmes de fructification pour l’ensemble de la communauté végétale. Les données ciblées au cours de la décennie 2001-2011 concernent un total de 45 espèces d'arbres et de lianes de la forêt des Nouragues. En utilisant un nouveau modèle bayésien hiérarchique, les chercheurs ont analysé les variations saisonnières et interannuelles des périodes de fructification et des niveaux de production de fruits et de graines. Ils ont montré que la saison de fructification et la quantité de fruits produits sont extrêmement variables entre les années, et selon les espèces, les espèces les plus irrégulières en durée de reproduction d’une année à l’autre étant également les plus variables en termes de quantité de graines produites. C'est un résultat qui était jusqu'alors inconnu et a été rendu possible par la quantification simultanée de la période de fructification et du niveau de production dans ce modèle bayésien hiérarchique.

 

Fruits et graines de l’arbre yayamadou (Virola michelii, Myristicaceae), consommées et disséminées par les animaux frugivores, qui fructifie très régulièrement chaque année (janvier-février) avant le pic de fructification en saison des pluies (mars à mai) de l’ensemble de la communauté d’arbres et de lianes de la forêt des Nouragues, Guyane. (Crédit: Pierre-Michel Forget, MNHN-CNRS).

 

Le point fort de cette étude est l'approche bayésienne hiérarchique qui a été développée pour analyser les données collectées toutes les deux semaines mais avec des relevés manquants (29%) en raison des conditions extrêmes et d’une logistique difficile sur la station de recherche des Nouragues en forêt profonde. Elle s'est avérée un outil très utile pour quantifier la variabilité intra- et interannuelle des productions de fruits au niveau spécifique sur un site éloigné, pas toujours accessible en continu, comme c’est le cas en général dans les écosystèmes forestiers tempérés. Plusieurs espèces à fructification très irrégulière n'ont produit qu’une à trois fois en 10 ans (« masting »), ce qui signifie que nous n'avons qu'une faible compréhension de leur productivité. Dix années représentent une amélioration significative de la durée du suivi de la phénologie de la forêt amazonienne, mais des périodes plus longues restent absolument nécessaires. Tout en confirmant le caractère très irrégulier de leurs fructifications, une décennie de données reste également amplement insuffisante pour mettre en évidence un effet du réchauffement climatique à plus long terme (> 20-30 ans) sur les périodes de fructification et la quantité de fruits et de graines produites, et les conséquences attendues pour l’alimentation de la communauté animale, la dynamique de régénération et le stockage de carbone de la forêt guyanaise. Pour comprendre l'influence des grands événements climatiques interannuels ou les tendances directionnelles à travers le temps, il sera donc nécessaire de disposer d’au moins dix à vingt années supplémentaires de données.

 

Diversité des arbres de la canopée de la forêt de la station des Nouragues.
(Crédit : Irene Mendoza)

 

Références :

Mendoza, I. , Condit, R. S., Wright, S. J., Caubère, A. , Châtelet, P. , Hardy, I. and Forget, P-M. (2018), Inter‐annual variability of fruit timing and quantity at Nouragues (French Guiana): insights from hierarchical Bayesian analyses. Biotropica, 50: 431-441. doi:10.1111/btp.12560

 

Abernethy, K. , Bush, E. R., Forget, P-M.. , Mendoza, I. and Morellato, L. P. (2018), Current issues in tropical phenology: a synthesis. Biotropica, 50: 477-482. doi:10.1111/btp.12558


Contact chercheur :

Pierre-Michel FORGET -Mécanismes Adaptatifs et Evolution - MECADEV (CNRS-MNHN (Muséum National d’Histoire Naturelle, Département Adaptations du vivant)) - pierre-michel.forget@mnhn.fr

 

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