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23 mai 2017
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midi-foresterie:
Étienne Laliberté


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Dans le cadre des midis de la foresterie, l’UQAT a reçu mardi 10 mars le Dr Raphaël Proulx, professeur titulaire de la chaire de recherche en intégrité écologique à l’Université du Québec à Trois-Rivières, est venu nous présenter ses travaux de recherche et ceux de ses étudiants. Il est venu nous parler de la saison de croissance allongée dans les parcelles forestières plus riches en espèces. Un des thèmes abordés lors de la conférence a était l’hypothèse de diversité-stabilité. C’est en étudiant cette hypothèse, que ses équipes de recherche se sont penchées plus précisément sur la phénologie de la période de croissance des communautés végétales de bandes riveraines et forestières.

L’hypothèse de la diversité-stabilité et la phénologie
L’hypothèse de diversité-stabilité suppose que plus la diversité est importante, plus un écosystème est stable. Dans ce contexte de diversité-stabilité, l’auteur et son équipe travaillent sur la phénologie, qui est l’étude de la séquence saisonnière d’événements naturels comme la floraison des plantes, la migration des oiseaux, l’entrée en hibernation des animaux et ainsi de suite. Leur principale supposition que la diversité peut augmenter la longueur des événements phénologiques des communautés et la maintenir dans le temps. De par ces domaines divers, la phénologie va impacter le fonctionnement et les processus de l’écosystème. Par conséquent, une plus grande période et stabilité de ces phénomènes phénologiques peut jouer un rôle important pour les processus écosystémiques. Pour Raphaël Proulx, la biodiversité est un moyen pour construire les écosystèmes, surtout si les espèces présentes sont asynchrones du point de vue de leur phénologie. En effet, les expériences de Roscher et al. (2011) sur les communautés herbacées, ainsi que du groupe de recherche FunDiv-Europe sur les communautés arbustives (Jucker et al. 2014) ont montré que l’asynchronie augmentait avec le nombre d’espèces et que ces communautés plus riches étaient aussi plus stables.

Évaluation de l’hypothèse de la diversité-stabilité phénologique dans les communautés herbacées
Raphaël Proulx et ses étudiants ont regardé la période de croissance des communautés riveraines des bandes riveraines. Ces dernières représentent moins de 1% des basses terres du St-Laurent, mais jouent plusieurs rôles écologiques importants comme la filtration, refuge pour la faune et la flore, l’entreposage de carbone et la stabilisation des berges. Les bandes riveraines sont dans la plupart des cas dominées par des communautés d’herbacées qui sont généralement composées seulement d’une à deux espèces. Pour étudier la phénologie de ces communautés, il a mis en place le réseau SAuVER. Il s’agit d’un réseau d’appareils photo placés dans différents sites depuis 2012 qui permettent de faire de la photographie à répétition de trois photos par jour durant toute la saison de croissance. Plus de 120 parcelles existent à travers le Québec, et ce dans différents écosystèmes. Pour chaque photo obtenue, son équipe a calculé l’indice de vert qui permet de voir la phénologie de croissance des communautés. L’indice de vert est le rapport de la couleur verte de la photo sur l’addition des trois couleurs captées par l’appareil photo (rouge, bleu et vert). Les résultats obtenus ont montré une relation positive entre la diversité spécifique et le nombre de jours de croissance lors d’événements stressants. Pendant l’année de sécheresse de l’étude, la diversité spécifique a permis d’augmenter la période de croissance de 25 jours. Ce résultat est principalement dû à Phalaris arundinacea. C’est une espèce qui domine les communautés riveraines et qui n’a pas supporté la sécheresse de l’été, et dans les communautés peu diversifiées, sa sénescence précoce a réduit la durée de croissance de la communauté.

Parcelles du réseau photographique SAuVER

Évaluation de l’hypothèse de la diversité-stabilité phénologique en forêt
L’auteur a également étudié la phénologie de croissance dans des communautés forestières. Ce fut une des études faisant partie du projet FunDiv-Europe qui est une collaboration entre 24 instituts de 16 pays différents. Des gradients de diversité d’arbres ont été étudiés dans 6 pays (Finlande, Allemagne, Pologne, Roumanie, Italie, Espagne). La photographie de répétition a également été utilisée. Au total 180 parcelles dans 5 des régions en 2012 et 70 parcelles en 2013 ont été photographiées et ce sur 3 strates de hauteur. Les résultats obtenus ont montré qu’avec une diversité d’espèces plus importante, on réduit la variance de la phénologie, c’est-à-dire que la variabilité dans la période de croissance s’est stabilisée autour de la moyenne. Les résultats ont aussi montré qu’avec une plus grande diversité d’arbres, la durée de la période de croissance augmentait de 30 à 50 jours et de 75 à 100 jours avec une plus grande diversité pour le sous-bois dans 25% des parcelles.

StratesLa séparation photographique des 3 niveaux de strates des communautés forestières pour l'étude de la phénologie de croissance.

Conclusion
Le résultat principal qui ressort de toutes ces études est que la diversité spécifique est un facteur explicatif plus fort que le climat pour la période de croissance. Autrement dit, la phénologie d’une communauté dépend plus de ses espèces que du climat. Ces résultats permettent d’avancer qu’avec une diversité plus importante, la période de croissance peut être allongée et stabilisée dans le temps et donc la période de stockage de carbone aussi. Avec un gain de 0,05 tonne de carbone par heure par jour, cela nous donne 1,5 tonne de carbone accumulée par heure par jour, pour 30 jours de plus dans la période de croissance. Ces résultats restent cependant à être validés par d’autres études et aussi approfondis par de nouvelles.

Références fournies par le conférencier :

  • Rheault, G., Proulx, R., & Bonin, L. (2015). Plant species richness prolongs the growing season of freely assembled riparian herbaceous communities under dry climatic conditions. Agriculture, Ecosystems & Environment, 200, 71-78.
  • Richardson, A. D., Keenan, T. F., Migliavacca, M., Ryu, Y., Sonnentag, O., & Toomey, M. (2013). Climate change, phenology, and phenological control of vegetation feedbacks to the climate system. Agricultural and Forest Meteorology, 169, 156-173.

Références ajoutées lors de la présentation :

  • Jucker, T., Bouriaud, O., Avacaritei, D., Dănilă, I., Duduman, G., Valladares, F., & Coomes, D. A. (2014). Competition for light and water play contrasting roles in driving diversity–productivity relationships in Iberian forests. Journal of Ecology102(5), 1202-1213.
  • Roscher, C., Weigelt, A., Proulx, R., Marquard, E., Schumacher, J., Weisser, W. W., & Schmid, B. (2011). Identifying population‐and community‐level mechanisms of diversity–stability relationships in experimental grasslands.Journal of Ecology99(6), 1460-1469.

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Résumé : Morgane Higelin, candidate au doctorat en sciences de l'environnement, UQAT

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