Importance de la phénologie dans les relations interspécifiques en forêt

 

Alain Paquette

Université du Québec à Montréal

 

Domaine : organismes vivants

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2019-2020

La diversité des arbres en forêt est très variable, mais son importance pour le fonctionnement de ces écosystèmes et la fourniture de services dont dépendent les humains ne l'est pas. Il est démontré que cet effet est présent dans tous les biomes, bien que son intensité puisse varier. Les forêts fournissent également un habitat à plus de 65 % de la biodiversité terrestre, mais sont éliminées ou considérablement simplifiées à un rythme alarmant. L'humain a un effet évident sur cette diversité, par la sylviculture de même qu'à travers les changements globaux.

Au cours des deux dernières décennies, de nombreuses études ont examiné les relations complexes entre la biodiversité et la fourniture de services écosystémiques. La recherche sur la biodiversité et les fonctions écosystémiques (BEF) a conduit à la mise en place d'expériences et de réseaux de recherche pour mieux comprendre les conséquences de la perte de biodiversité ; un exemple probant de co-développement de connaissances théoriques et empiriques en écologie. Ces progrès récents ont soulevé de nouvelles questions, certaines concernant la généralité et les mécanismes à l'origine des relations BEF, l'importance des diverses dimensions de la biodiversité, et les effets interactifs de facteurs abiotiques tels que la sécheresse. L'accent est maintenant mis sur la compréhension des mécanismes sous-jacents des relations BEF.

C'est ici qu'intervient ce projet. L'une des explications des effets positifs de la biodiversité est la complémentarité des différentes espèces. La productivité accrue dans les mélanges par rapport aux monocultures (sur-rendement) peut résulter d'un relâchement de la compétition via complémentarité dans l'utilisation des ressources aériennes et souterraines, dans l'espace ou dans le temps, ou la facilitation et les interactions trophiques qui réduisent le stress, les pertes dues aux herbivores ou aux maladies, ou améliorent le fonctionnement. L'identification des mécanismes à l'origine des effets de diversité est désormais essentielle pour faire avancer la science.

Ce projet contribuera directement à cette compréhension, en mettant l'accent sur la capture de la lumière. Bien que la lumière ne soit pas la seule ressource importante en forêt, la concurrence pour la lumière est considérée comme l'un des processus les plus critiques qui façonnent les forêts. Les plantes peuvent différer dans leur interception de la lumière dans l'espace et dans le temps, ainsi que dans leur capacité à l'utiliser, contribuant ainsi à la complémentarité. La complexité du couvert forestier pourrait également améliorer l'interception de la lumière et la productivité primaire nette. Cependant, à notre connaissance, personne n'a testé l'hypothèse selon laquelle la complémentarité pourrait être renforcée par des différences de phénologie propres aux espèces dans les forêts tempérées.

Ici, je propose d'étudier avec un étudiant à la maîtrise l'hypothèse encore plus intéressante que ce phénomène peut être intensifié par la plasticité dans la phénologie d'une espèce en présence d'autres espèces. Plus spécifiquement, nous évaluerons i) l'hypothèse selon laquelle les espèces modifient la chronologie des différentes phases du développement des feuilles en présence d'autres espèces, en comparaison avec les monocultures, et ii) que ces changements ont un impact positif additionnel sur le fonctionnement des forêts (complémentarité et fonctionnement accrus).