Les arbres adaptés au feu devraient pouvoir tirer profit des incendies de forêt, mais à la frontière entre la forêt boréale et la toundra, quelque chose d’étrange se produit.
Alors que la planète se réchauffe, la vie dans le nord change rapidement. On prévoit que les arbres adaptés au feu tireront parti des incendies de forêt dans la toundra, car ils ouvrent de nouveaux sites de colonisation. Mais est-ce bien ce qui se passe ? Lucas Brehaut et Carissa Brown ont étudié les incendies de forêt à la limite des arbres dans la région subarctique du Yukon, au Canada. Ils voulaient savoir comment les incendies modifiaient l’environnement et si des semis apparaissaient après les brûlures. Leurs recherches, publiées dans Écologie végétale, indique que les effets des incendies de forêt sont compliqués et ne profitent pas toujours aux arbres adaptés au feu.
Brehaut et Brown s’intéressent aux incendies de forêt à la limite des arbres car ils marquent une frontière entre deux écosystèmes avec des réponses radicalement différentes au feu. La forêt boréale est habituée au feu et les arbres sont prêts à profiter des nouvelles ouvertures dans le paysage causées par le brûlage. La vie végétale dans la toundra, en revanche, n’est pas adaptée au feu parce que les incendies naturels s’y produisent rarement – ou du moins ils étaient rares auparavant.
La limite des arbres a été raisonnablement statique, Brehaut et Brown utilisent le mot inertie pour quelques raisons. Le froid peut réduire le nombre de graines viables que les arbres peuvent produire. Les conditions du sol peuvent empêcher la germination des arbres dans la toundra. Même si une graine germe, la végétation de la toundra peut aider à empêcher les semis de s’établir.
C’était bien dans le passé, mais maintenant, avec le réchauffement climatique, beaucoup de ces variables vont changer en même temps. Lancez des incendies de forêt en défrichant des parcelles de terre pour que les espèces pionnières puissent coloniser, et les arbres pourraient marcher vers le nord.
Brehaut et Brown ont examiné trois sites où des incendies avaient brûlé au cours des deux dernières décennies à la frontière entre la forêt boréale et la toundra dans le nord du Yukon. Deux sites se trouvaient près d’Eagle Plains et le troisième un peu plus au sud, à l’ouest de Dawson. Tous les endroits étaient froids, avec une température maximale moyenne de 14 °C en juillet, chutant à -27 °C en janvier.
Étonnamment, malgré le temps plus chaud et la terre fraîchement défrichée, les botanistes n’ont pas trouvé plus de semis dans le sol brûlé par rapport aux emplacements non brûlés. De toute évidence, quelque chose de compliqué se passait. Dans la discussion, Brehaut et Brown discutent des conditions auxquelles les semis sont confrontés et suggèrent qu’au lieu de fournir un lit confortable, les parcelles défrichées créent des conditions plus extrêmes.
L’été pourrait être difficile pour les graines. Les plaques brûlées sont plus foncées, ainsi que les pièges à chaleur, ce qui signifie qu’en été, le sol se réchauffe davantage dans les zones brûlées. Cela devrait être une bonne nouvelle car les plantes consomment plus d’énergie, mais cela pourrait aussi assécher le sol, entraînant sa dessiccation. Ce que les graines gagnent à la chaleur, elles le perdent à la soif.
Ce n’est pas le seul problème auquel les graines sont confrontées. Les scientifiques regardent au-delà de la saison de croissance pour comprendre pourquoi les semis ne poussent pas en examinant les conditions à l’autre bout de l’année.
En hiver, les choses basculent et les plaques brûlées sont plus froides que leurs voisines non brûlées. Cela semble étrange. Pourquoi des sols plus chauds deviendraient-ils plus froids ? La réponse est la neige. Sur les sites non brûlés, il y a beaucoup de végétation pour piéger la neige lorsqu’elle tombe et dérive. Cela crée une couverture isolante qui protège le sol en dessous du pire du froid.
Pour les plaques brûlées, la neige tombe encore. Cependant, comme le sol est relativement nu, il peut dériver, laissant le sol relativement exposé au froid. Brehaut et Brown ont découvert que dans les zones brûlées, le sol avait plus de jours sous le point de congélation, et donc toutes les graines dans le sol avaient des conditions plus difficiles à gérer.
« Du point de vue d’une graine, l’effet combiné des incendies de faible intensité (c’est-à-dire une combustion inégale et partielle de la végétation et de la surface du sol) et le changement des températures saisonnières du sol et des conditions hivernales nous amènent à conclure que dans la région d’étude, les microsites post-incendie ne favorisent pas une plus grande émergence et survie des semis par rapport à la limite forestière non brûlée », écrivent Brehaut et Brown. « Alors que les conditions changeront à mesure que le temps écoulé depuis l’incendie augmente, la fenêtre d’opportunité pour une germination et un établissement réussis après un incendie de forêt reste courte pour de nombreuses espèces d’arbres boréales… Des études ont montré que les conditions idéales pour une germination réussie de l’épinette consistent en une faible compétition interspécifique , et des substrats chauds, humides et riches en nutriments…. C’est particulièrement vrai pour l’épinette noire, qui disperse la plupart de ses graines dans les premières années après un feu de forêt… »
« Nos résultats ont également révélé que la prédiction selon laquelle un feu de forêt à la limite des arbres créera des conditions environnementales idéales et favorisera l’expansion de l’aire de répartition des espèces adaptées au feu peut être trop réductrice, car elle ne tient pas compte de l’impact des changements de température extrêmes sur les semis au cours des deux premières décennies. après un incendie de forêt. La prédiction ne tient pas non plus compte de l’interaction entre la gravité des incendies de forêt et la variabilité intra-site des caractéristiques des microsites… Par rapport aux limites forestières non brûlées, notre étude indique que l’établissement potentiel de semis à la limite de l’aire de répartition reste difficile, quel que soit le feu de forêt.
LIRE L’ARTICLE
Brehaut, L. et Brown, CD (2022) « Les feux de forêt n’ont pas déclenché l’expansion de la forêt boréale dans les écosystèmes de la toundra du Yukon subarctique, Canada, » Écologie végétale. https://doi.org/10.1007/s11258-022-01242-9
