Publications du Service canadien des forêts

Geographic scale and disturbance influence intraspecific trait variability in leaves and roots of North American understorey plants. 2019. Kumordzi, Bright B.; Aubin,Isabelle; Cardou, Françoise;Shipley, Bill; Violle, Cyrille; Johnstone, Jill; Anand, Madhur; Arsenault, André; Bell,F. Wayne; Bergeron, Yves; Boulangeat, Isabelle;Brousseau, Maxime; De Grandpré, Louis; Delagrange, Sylvain; Fenton, Nicole J.; Gravel,Dominique; Macdonald,S. Ellen; Hamel, Benoit; Higelin, Morgane; Hébert,François;Isabel, Nathalie; Mallik, Azim; McIntosh, Anne C.S.; McLaren, Jennie R.; Messier, Christian; Morris, Dave; Thiffault, Nelson; Tremblay, Jean‐Pierre; Munson, Alison D. Functional Ecology Volume 33, Issue 9 Pages 1771-1784

Année : 2019

Disponible au : Centre de foresterie de l'Atlantique

Numéro de catalogue : 39958

La langue : Anglais

Disponibilité : PDF (demande par courriel)

Disponible sur le site Web de la revue ou du journal.
DOI : 10.1111/1365-2435.13402

† Ce site peut exiger des frais.

Sélectionner

Résumé

  1. La prise en compte de la variabilité intraspécifique des caractères (VIC) dans les études écologiques a permis de mieux comprendre la persistance et la coexistence des espèces. Ce progrès s’appuie sur le nombre croissant d’études de la VIC des feuilles sur des gradients locaux, mais des contraintes logistiques ont empêché tout examen sérieux de la VIC pour des caractères des racines ou à des échelles correspondant à l’aire de répartition des espèces.
  2. Nous avons comparé l’ampleur de la VIC dans les organes végétaux aériens et souterrains à trois échelles spatiales (région biophysique, localité et parcelle). Nous nous sommes concentrés sur six espèces de sous-bois (quatre herbacées et deux arbustes) présentes en milieux perturbés et non perturbés dans les forêts boréales et tempérées du Canada. Nous cherchions à déterminer comment la VIC se structure sur de grandes échelles écologiques et géographiques en posant les questions suivantes : a) Quelle est l’ampleur de la VIC à l’échelle de l’aire de répartition des espèces? b) Dans quelles proportions la VIC se répartit-elle aux différentes échelles spatiales, en particulier lorsqu’on tient compte des perturbations d’échelle locale? c) La structure de la variance est-elle semblable entre les caractères analogues des feuilles et des racines, et entre les caractères morphologiques et chimiques?
  3. Nous avons utilisé des méthodes normalisées pour échantillonner simultanément 818 populations sur 79 placettes forestières dans des peuplements perturbés et non perturbés, réparties dans quatre régions biophysiques (~5 200 km). Les caractères mesurés comprenaient la surface foliaire spécifique, la longueur spécifique des racines et les concentrations de nutriments (N, P, K, Mg et Ca) dans les feuilles et les racines. Nous nous sommes servis de techniques de décomposition de la variance pour caractériser la structure de la VIC aux différentes échelles.
  4. Nos résultats montrent qu’une proportion importante de la VIC se manifestait à l’échelle locale lorsque l’échantillonnage comprenait des placettes aux conditions environnementales contrastées résultant de perturbations locales. Une certaine proportion de la variabilité des caractères des feuilles et des racines reste inexpliquée par les trois échelles d’échantillonnage de notre étude (36 % en moyenne), la longueur spécifique des racines présentant la plus grande variabilité inexpliquée (54 %). Nous avons trouvé des différences marquées de l’ampleur de la VIC entre les six espèces et entre des caractères analogues, ce qui porte à croire que la répartition des caractères dépend de la stratégie des espèces et reflète le degré d’hétérogénéité du sous étage.
  5. Même chez les espèces qui ont une vaste aire de répartition, une grande proportion de la variabilité intraspécifique des caractères peut être mise en évidence par un échantillonnage local sur des gradients écologiques. Cette situation a des incidences pratiques sur la conception des plans d’échantillonnage et le choix des caractères, tant pour les études locales que pour la modélisation à l’échelle continentale.

Résumé en langage clair et simple

Notre étude collaborative porte sur la variabilité des caractéristiques des feuilles et des racines de six espèces de plantes forestières de sous étage largement répandues au Canada. Les plantes de sous étage jouent un rôle important dans les processus écosystémiques, en particulier dans les écosystèmes forestiers nordiques. Chez une espèce donnée, la grande variabilité de caractéristiques comme la surface foliaire spécifique (surface des feuilles par unité de poids) lui permet de s’adapter à un large éventail de conditions environnementales et de niveaux de disponibilité des ressources (lumière, nutriments du sol, etc.). Nous avons demandé à 23 équipes de recherche d’échantillonner 79 sites (de Terre Neuve au Yukon) répartis dans quatre régions biophysiques du Canada (environ 5 000 km) en juillet 2014 et avons coordonné leurs travaux. Lorsqu’on compare entre les régions, la variabilité des caractéristiques des plantes diminue avec l’augmentation de l’échelle d’étude, la majeure partie de la variabilité étant observée dans des localités où les conditions climatiques et pédologiques sont semblables. Les perturbations de sites comme le feu ou l’exploitation forestière expliquent une grande proportion de la variabilité des caractéristiques des feuilles et des racines des plantes. Notre étude porte à croire que, même dans le cas d’une espèce qui a une vaste répartition géographique, la majeure partie de la variabilité se manifeste au sein de populations locales lorsqu’on tient compte des perturbations d’échelle locale. Cette situation a des incidences pratiques sur la conception des plans d’échantillonnage, tant pour les études locales que pour la modélisation à l’échelle continentale.