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La biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes [Français]

 

La forêt expérimentale de Sardinilla: Biodiversité et fonctionnement des écosystèmes

Au cours des 15 dernières années, les écologistes ont déployé beaucoup d'efforts pour comprendre la relation entre la diversité des espèces et le fonctionnement des écosystèmes. Les résultats d’expériences en milieu tempéré avec des systèmes herbacés suggèrent une productivité accrue des écosystèmes quand le nombre d’espèces augmente.

Pour comprendre comment la diversité des arbres affecte le fonctionnement des écosystèmes tropicaux, j'ai établi, entre 2001 et 2003, une forêt expérimentale à Sardinilla, Panama, où 35 espèces d'arbres indigènes sont plantés dans des parcelles allant de 1 à 18 espèces. La forêt expérimentale couvre quelques 6 ha et contient environ 5000 arbres. Le nombre des espèces des parcelles de haute diversité est comparable à celle observée dans la forêt naturelle de l'île de Barro Colorado à ~ 20 km. Un ensemble de mesures de base est effectué chaque année comprenant les mesures de la hauteur et du diamètre des arbres, la production de débris ligneux morts et de litière, la productivité herbacée, la fermeture du couvert et le niveau de la nappe phréatique. En outre, des campagnes intensives visant à fournir une compréhension des processus des écosystèmes spécifiques tels que la respiration du sol ou l'écoulement de l'eau sont réalisées au besoin.

La forêt expérimentale de Sardinilla est un site de recherche international où nous étudions plusieurs aspects des cycles du carbone, de l’azote et de l'eau. Il est également l'un des plus anciens sites dans TreeDivNet, une plate-forme expérimentale visant à la compréhension du lien entre la biodiversité et le fonctionnement écosystémique des forêts. Mon propre groupe de recherche est responsable de la surveillance des stocks et des flux de carbone. Globalement, les résultats provenant de Sardinilla suggèrent que l'identité de l'espèce joue un rôle crucial dans le cycle du carbone. Des expérience de modélisation qui contrôlent pour la mortalité ont démontré que les parcelles multispécifiques étaient plus productives que les parcelles en monoculture. Cet effet est cependant éclipsé par l'hétérogénéité de l'environnement. Les pistes de recherche dans l’avenir incluent l'analyse de la stabilité de la productivité primaire et de la relation entre différents services écosystémiques en collaboration avec d'autres sites de TreeDIvNet. Nous nous intéressons également à l’identification d’espèces d’arbres indigènes qui pourraient être utilisée pour un reboisement visant à améliorer certains services écosystémiques.


Carte topographique de la forêt de Sardinilla montrant l’emplacement des parcelles de diversité.
Photo: Sebastian Wolfe

Voici les photos de la plantation de 2002 à 2011

 
   



 

Mélange 1 - Neuf espèces
La conception permet un test explicite des effets des plants avoisinants.

 

Modèle du cycle du Carbone
Nous avons adopté le modèle conceptuel suivant pour étudier le cycle et l'accumulation du carbone.

 

Selon notre modèle, le moteur du système serait l’absorption photosynthétique de carbone, tandis que le carbone est perdu par la respiration des plantes ou du sol ainsi que par la consomption des plantes par les herbivores. Le modèle considère trois réservoirs principaux (Ab, Bw, So) ainsi que des flux entre les réservoirs (L, FR). Nous quantifions chaque terme de ce modèle dans les parcelles de la forêt de Sardinilla.

 

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Last update: le 11 juin, 2014