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22.11 : Forêts boréales (conifères) - Biologie

22.11 : Forêts boréales (conifères) - Biologie


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Objectif d'apprentissage

Reconnaître les caractéristiques distinctives des forêts boréales (conifères) et les adaptations végétales du biome.

Les forêt boréale, également connue sous le nom de forêt de conifères, se trouve à peu près entre 50o et 60o latitude nord dans la majeure partie du Canada, de l'Alaska, de la Russie et du nord de l'Europe. Les forêts boréales d'Amérique du Nord sont parfois appelées taïga. Les forêts boréales se trouvent également au-dessus d'une certaine altitude (et en dessous des hautes altitudes où les arbres ne peuvent pas pousser) dans les chaînes de montagnes de l'hémisphère nord. Ce biome a des hivers froids et secs et des étés courts, frais et humides. Les précipitations annuelles sont de 40 cm à 100 cm (15,7 à 39 pouces) et prennent généralement la forme de neige; peu d'évaporation se produit en raison des températures froides.

Bien qu'à feuilles persistantes, la productivité primaire nette des forêts boréales est relativement faible, tout comme la richesse en espèces. La biomasse aérienne des forêts boréales est élevée parce que ces espèces d'arbres à croissance lente ont une longue durée de vie et accumulent de la biomasse sur pied au fil du temps. Les forêts boréales n'ont pas la structure forestière en couches observée dans les forêts tropicales humides ou, dans une moindre mesure, les forêts tempérées. La structure d'une forêt boréale n'est souvent qu'une couche d'arbres et une couche de sol. Lorsque les aiguilles des conifères tombent, elles se décomposent plus lentement que les feuilles larges; par conséquent, moins de nutriments sont retournés au sol pour alimenter la croissance des plantes (Figure (PageIndex{1})).

Figure (PageIndex{1}) : La forêt boréale compte des plantes basses et des conifères. (crédit : L.B. Brubaker, NOAA, domaine public)

Adaptations

Les hivers longs et froids de la forêt boréale ont conduit à la prédominance des plantes à cônes tolérantes au froid. Ce sont des conifères à feuilles persistantes comme les pins, les épinettes et les sapins, qui conservent leurs feuilles en forme d'aiguille toute l'année. Ces petites feuilles cireuses sont adaptées à une faible perte d'eau pendant l'hiver où l'eau liquide n'est pas disponible.

Les arbres à feuilles persistantes peuvent effectuer la photosynthèse plus tôt au printemps que les arbres à feuilles caduques, car il faut moins d'énergie du soleil pour réchauffer une feuille en forme d'aiguille qu'une feuille large. Les arbres à feuilles persistantes poussent plus vite que les arbres à feuilles caduques dans la forêt boréale. De plus, les sols des régions de forêt boréale ont tendance à être acides avec peu d'azote disponible. Les feuilles sont une structure riche en azote et les arbres à feuilles caduques doivent produire un nouvel ensemble de ces structures riches en azote chaque année. Par conséquent, les conifères qui conservent des aiguilles riches en azote dans un environnement limitant l'azote peuvent avoir eu un avantage concurrentiel sur les feuillus à feuilles caduques.


Qu'est-ce qu'une forêt boréale? Et les trois autres types de forêts dans le monde.

Les forêts couvrent un tiers de la surface terrestre mondiale et plus de 15,3 millions de miles carrés. Dans ce vaste territoire, vous trouverez tous les types d'habitats, des forêts boréales du Canada aux jungles du Brésil. Chaque forêt est différente, mais certaines partagent des traits communs basés sur le climat local. En fait, chaque forêt de la planète peut entrer dans l'une des quatre catégories.

Quatre types de forêts

1. Tropical
En dehors d'un zoo, où pouvez-vous trouver des rhinocéros, des tigres, des éléphants et des orangs-outans au même endroit ? Les forêts tropicales humides de Bornéo et de Sumatra. Les forêts tropicales sont des merveilles de la biodiversité, vous trouverez plus de types de plantes et d'animaux différents dans ces types de forêts que partout ailleurs sur Terre. Avec des températures toute l'année supérieures à 65 degrés Fahrenheit et beaucoup d'eau, à peu près n'importe quelle créature peut prospérer ici.

2. Subtropical
Les forêts subtropicales sont comme leurs cousines tropicales, mais pas tout à fait aussi chaudes ou riches en biodiversité. Ils sont encore chauds, mais avec une saison froide notable, ils regorgent encore d'un large éventail de plantes et d'animaux, bien qu'aucun ne soit vulnérable au froid. En tant que frontière entre les forêts tropicales et les forêts tempérées plus froides, les forêts subtropicales remplissent une fonction importante en tant que foyer hivernal pour la faune migratrice comme les papillons monarques.

3. Tempéré
Les forêts tempérées parcourent les quatre saisons. La plupart des forêts aux États-Unis sont des forêts tempérées. Selon la région, vous pouvez trouver des forêts de conifères pleines d'arbres à feuilles persistantes qui ont des feuilles toute l'année, des forêts de feuillus avec des arbres qui perdent leurs feuilles chaque année et des forêts avec un mélange de tout. L'hiver froid signifie que les forêts tempérées n'ont pas la variété de vie animale et végétale que vous trouverez dans les régions subtropicales ou tropicales, et de nombreux animaux hibernent ou migrent pendant l'hiver.

4. Boréal
À l'autre extrême se trouve la forêt boréale. Les forêts boréales regorgent encore d'une vie adaptée pour résister aux températures glaciales toute l'année, comme les rennes caribous ou les animaux qui peuvent migrer sur de longues distances chaque hiver. Remplies d'arbres à feuilles caduques et de conifères, les forêts boréales couvrent de vastes étendues au Canada, en Alaska et en Russie. Les forêts boréales sont également un important puits de carbone. Comme toutes les forêts, elles absorbent le dioxyde de carbone et contribuent principalement au réchauffement de la planète et au changement climatique et l'éliminent de l'atmosphère et contribuent à maintenir la planète entière en bonne santé.

Bien que ces forêts soient toutes différentes, il y a un facteur d'unification malheureux : elles sont toutes menacées. Nous perdons 18,7 millions d'acres de forêts chaque année à cause de la déforestation et de la dégradation, principalement sous les tropiques. Cela équivaut à 27 terrains de football par minute. Les causes peuvent être différentes&mdashcertains sont défrichés pour l'élevage et l'agriculture, tandis que d'autres sont illégalement récoltés pour le bois&mdashmais la perte et la dégradation des forêts sont tout aussi dévastatrices.

La bonne nouvelle est que le World Wildlife Fund et nos organisations partenaires dans le monde ne vont pas laisser cela continuer. Nous mettons en œuvre des solutions innovantes et permanentes pour conserver les forêts du monde entier : encourager les entreprises à utiliser des produits du bois provenant de forêts gérées de manière responsable, conformément aux normes du Forest Stewardship Council en travaillant avec les gouvernements pour mettre fin à l'exploitation forestière illégale en mettant nos ressources en commun avec d'autres groupes pour protéger d'énormes sections de forêts à long terme et bien plus encore. Ensemble, nous gardons toutes les forêts, quelle que soit leur catégorie, sûres et saines pour les générations à venir.


Forêt de conifères

La température moyenne en été varie de -40°C (-40°F) à 20°C (68°F). Les températures estivales moyennes sont généralement autour de 10°C (50°F).

Précipitation

300 à 900 millimètres (12 à 35 pouces) de pluie par an peuvent être attendus dans ce biome.

Végétation

Arbres qui produisent des cônes et des aiguilles appelés conifères à feuilles persistantes. Certaines aiguilles restent sur les arbres toute l'année.

Emplacement

Canada, Europe, Asie et États-Unis

Autre

Les régions forestières de conifères ont des hivers froids, longs et enneigés et des étés chauds et humides des saisons bien définies, au moins quatre à six mois sans gel

Exemple : Lahti, Finlande

Température mensuelle et précipitations de 1970 à 2000

Mois Précipitations mensuelles moyennes (mm) Température mensuelle moyenne (°C)
janvier 44 -7
février 32 -7
Mars 36 -3
avril 34 3
Peut 35 10
juin 54 15
juillet 79 17
août 81 15
septembre 64 9
octobre 64 4
novembre 60 -1
décembre 52 -5
Somme Précip. 635

La description

La forêt de conifères est prise en sandwich entre la toundra au nord et la forêt de feuillus au sud. Un type de forêt de conifères, la forêt boréale du nord, se trouve dans les latitudes 50° à 60°N. Un autre type, les forêts de conifères tempérées, pousse dans les basses latitudes de l'Amérique du Nord, de l'Europe et de l'Asie, dans les hautes altitudes des montagnes.

Les forêts de conifères se composent principalement de conifères, qui sont des arbres qui poussent des aiguilles au lieu de feuilles et des cônes au lieu de fleurs. Les conifères ont tendance à être à feuilles persistantes - ils portent des aiguilles toute l'année. Ces adaptations aident les conifères à survivre dans des zones très froides ou sèches. Certains des conifères les plus communs sont les épinettes, les pins et les sapins.

Les précipitations dans les forêts de conifères varient de 300 à 900 mm par an, certaines forêts de conifères tempérées recevant jusqu'à 2 000 mm/an (79 po/an). La quantité de précipitations dépend de l'emplacement de la forêt. Dans les forêts boréales du nord, les hivers sont longs, froids et secs, tandis que les étés courts sont modérément chauds et humides. Dans les basses latitudes, les précipitations sont réparties plus uniformément tout au long de l'année.

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Nuits d'hiver solitaires

La mousse et le lichen peuvent survivre aux conditions difficiles de la taïga. Image de Randi Hausken.

Il faut un certain entêtement pour survivre à l'hiver rigoureux de la taïga. Pendant 9 mois, les températures varient entre -54°C et -1°C (-65°F à 30°F) et la neige tombe furieusement. Parce que la taïga est située si loin au nord, le soleil ne brille pas très longtemps pendant l'hiver. Avec des journées si courtes, le froid affecte tout, même la mort. Les températures froides ralentissent tellement le taux de décomposition que les nutriments des plantes et des animaux en train de mourir mettent longtemps à se décomposer avant de pouvoir retourner dans le sol.

Cependant, même dans les conditions difficiles de l'hiver long et sombre de la taïga, la vie trouve son chemin. Les lichens, les mousses, les champignons et les conifères prospèrent sur un sol mince qui manque de nutriments.

Les animaux qui restent actifs pendant l'hiver arborent des manteaux épais pour se protéger du froid. De nombreux animaux mangent toutes les plantes qu'ils peuvent trouver, grignotant les graines de pommes de pin ou les pousses vertes enfouies sous la neige. Certains grignotent d'autres animaux. Pour ceux qui ne trouveront pas assez de nourriture pendant l'hiver, l'hibernation est une autre option. D'autres encore quittent la taïga et migrent vers le sud vers des biomes plus chauds pour l'hiver. Finalement, l'hiver passe et cède la place à des températures plus chaudes.


Cette région comprend l'Afrique, l'Asie du Sud-Est, l'Australie et la Nouvelle-Zélande. Dans ces endroits, les arbres sont plus petits et ont des feuilles différentes. Le singe-puzzle est un arbre que l'on trouve couramment dans ces endroits et que l'on voit pousser dans les hauts plateaux ou les montagnes.

Il existe plus de 600 espèces vivantes de conifères. Il y a beaucoup de débats pour déterminer l'origine des arbres, mais seulement 60 de ces 600 vivent au Canada. Pour n'en nommer que quelques-unes de ces espèces, il y a les sapins baumiers, les épinettes noires, les pruches de l'Est, les pins gris, les cèdres blancs du Nord, les pins rouges, les mélèzes et les pins blancs de l'Est. Ces arbres gardent généralement leur feuillage toute l'année, mais il n'est pas tout à fait inhabituel qu'ils perdent un peu leurs aiguilles. Tous sont des résineux et peuvent survivre à des températures très froides et à des sols acides. Les conifères se trouvent dans l'hémisphère nord, mais certains poussent également dans le sud.

Les conifères sont l'un des arbres les plus anciens de la planète. Le pin Bristlecone, originaire de Californie, peut vivre jusqu'à près de 5 000 ans et peut atteindre 100 mètres de haut. Le papier, le bois, les meubles et certains médicaments anticancéreux sont fabriqués à partir de ces arbres. Bien que ces arbres poussent pendant de longues périodes, ils sont en danger. La déforestation et la destruction de l'habitat ont mis les conifères en danger d'extinction. Seuls environ 34% des conifères sont vivants aujourd'hui.


Chercheur scientifique principal

Texas Research Institute for Environmental Studies, Sam Houston State University, Huntsville, Texas

Département de biologie et de biologie marine, Université de Caroline du Nord Wilmington, Wilmington, Caroline du Nord

Chercheur scientifique principal

Texas Research Institute for Environmental Studies, Sam Houston State University, Huntsville, Texas

Département de biologie et de biologie marine, Université de Caroline du Nord Wilmington, Wilmington, Caroline du Nord

Sommaire

La forêt boréale forme une ceinture continue dans le nord de l'Amérique du Nord et couvre une grande partie de l'Alaska, du sud du Canada et de la Nouvelle-Angleterre. Les doigts de la forêt boréale s'étendent le long des chaînes de montagnes de l'ouest et des Appalaches. La forêt boréale est le plus grand biome d'Amérique du Nord et, avec son homologue en Eurasie, forme le plus grand du monde. Malgré sa grande taille, le biome est remarquablement uniforme dans sa physionomie, résultat d'une canopée dominée par relativement peu d'espèces d'épinettes et d'autres conifères. Ainsi, la forêt de conifères du nord est souvent utilisée pour décrire la forêt boréale. La large bande de forêt boréale occupe une région autrefois glaciaire qui porte des cicatrices révélatrices de moraines glaciaires, de lacs froids et de rivières. Contrairement à la plupart des types de forêts, la forêt boréale n'a pas de structure en couches, caractéristique de sa diversité limitée et de sa physionomie uniforme. D'après le climat, la séparation de la toundra de la forêt boréale semble étroitement associée à la localisation estivale de la masse d'air arctique.


La température de l'air déclenche le rétablissement de la photosynthèse de la forêt boréale à feuilles persistantes au printemps

Le moment du début de la photosynthèse (P * ) au printemps est un déterminant important de la durée de la saison de croissance et donc de la productivité des forêts boréales. Bien que des expériences contrôlées aient mis en lumière les mécanismes environnementaux déclenchant la libération de la photoinhibition après l'hiver, les recherches quantitatives sur les arbres poussant naturellement sur le terrain sont rares. Dans cette étude, nous avons étudié les indices environnementaux qui initient le rétablissement printanier des écosystèmes de la forêt boréale de conifères dans des conditions de terrain. Nous avons utilisé des données météorologiques et des mesures de covariance des tourbillons au-dessus de la canopée du CO net de l'écosystème2 échanger (NÉE) à partir de cinq stations de terrain situées dans le nord et le sud de la Finlande, le nord et le sud de la Suède et le centre de la Sibérie. La variabilité intra- et inter-sites pour P * était grand, 30-60 jours. Parmi les différentes variables climatiques examinées, la température de l'air est apparue comme le meilleur prédicteur de P * au printemps. Nous avons également constaté que le « dégel du sol », défini comme le moment où la température du sol près de la surface augmente rapidement au-dessus de 0 °C, n'est pas un critère utile pour P * . Dans un cas, la photosynthèse a commencé 1,5 mois avant que les températures du sol n'augmentent significativement au-dessus de 0°C. Sur la plupart des sites, nous avons pu déterminer un seuil pour les variables liées à la température de l'air, dont le dépassement était requis pour P * . Une température moyenne courante sur 5 jours (T5) a produit les meilleures prédictions, mais un modèle de stade de développement (S) utilisant un concept de somme de température modifié a également bien fonctionné. Mais pour les deux T5 et S, les valeurs seuils variaient d'un site à l'autre, reflétant peut-être des différences génétiques entre les peuplements ou des différences induites par le climat dans l'état physiologique des arbres à la fin de l'hiver et au début du printemps. Ce n'est que sur le site le plus chaud, dans le sud de la Suède, que nous n'avons pu obtenir aucune valeur seuil pour T5 ou S qui pourrait prédire P * de manière fiable. Cela suggère que bien que la température de l'air semble être un bon prédicteur de P * aux hautes latitudes, il peut n'y avoir aucune relation écophysiologique unificatrice applicable à l'ensemble de la zone boréale.


Ou pouvons nous les trouver?

Les forêts boréales ne se trouvent que dans l'hémisphère nord de la Terre, principalement entre les latitudes 50° et 60° N. Avec des étés courts et frais et des hivers longs et froids, ces forêts forment une ceinture presque contiguë autour de la Terre, prise en sandwich entre les forêts de feuillus tempérées à le sud et la toundra au nord.

En raison de la courte saison de croissance dans ces régions, à feuilles caduques les arbres n'ont pas assez de temps pour faire repousser leurs feuilles, et très peu d'entre eux sont capables de survivre. Au lieu, conifère les arbres dominent car ils n'ont pas à repousser leurs feuilles et sont mieux adaptés à un climat plus froid. Au sud de la forêt boréale, la saison de croissance est plus longue, plus chaude et mieux adaptée aux arbres à feuilles caduques, de sorte que les forêts de feuillus tempérées dominent. Au nord de la forêt boréale, les températures restent suffisamment froides pour tout arbres de pousser, et nous appelons cette région la toundra. Essentiellement, les forêts boréales se trouvent dans une zone « Boucle d'or » où les températures sont trop froides pour les forêts tempérées et trop chaudes pour être considérées comme de la toundra.

Facteurs abiotiques : Climat

Comme nous l'avons dit, les forêts boréales se caractérisent par une saison de croissance très courte au cours de laquelle les plantes n'ont qu'environ 50 à 100 jours sans gel pour pousser. Dans ces régions, les hivers peuvent durer plus de 6 mois, avec des températures moyennes autour de -20° C (-4° F). Les étés sont courts et restent à environ 50 ° F, mais peuvent atteindre 80 ° F dans certaines régions. Les taux de précipitations sont faibles (

15-20 pouces par an) et tombent principalement pendant les mois d'été. Mais dans ces régions, l'humidité a tendance à rester plus longtemps en raison des basses températures et des taux d'évaporation. Par conséquent, même si ces régions reçoivent aussi peu de précipitations que certains déserts, elles restent humides pendant la majeure partie de la saison de croissance !

Ce climat particulier, sec mais humide, est principalement influencé par l'interaction de deux masses d'air pendant l'été et l'hiver. Vous pouvez considérer les « masses d'air » comme de grosses bulles dans l'atmosphère qui déplacent l'air et l'eau d'une région du monde à une autre. Ces grosses bulles d'air conservent la même température et les mêmes niveaux d'humidité que la région où elles ont été fabriquées et transportent essentiellement les conditions météorologiques. Par exemple, les masses d'air qui ont été créées dans les régions arctiques ont tendance à être froides (pour des raisons évidentes) et sèches, car l'eau ne s'évapore pas autant dans l'air dans l'Arctique. Ainsi, lorsque la masse d'air arctique se déplace vers une autre région, elle apporte avec elle un temps froid et sec. Pendant l'été dans la forêt boréale, l'air chaud et humide de la masse d'air du Pacifique se déplace vers le nord, apportant un temps chaud et de la pluie. Pendant l'hiver, l'air froid et sec de la masse d'air arctique pousse vers le sud, dans la forêt boréale, provoquant des hivers froids et secs.

Forêt boréale enneigée
Fait intéressant, lorsque les températures commencent à baisser à l'automne, la neige qui tombe sur la taïga aide en fait à la garder au chaud ! Les congères épaisses qui s'accumulent dans la forêt isolent le sol en dessous d'eux comme un thermos, permettant aux températures du sol de rester au-dessus du point de congélation, tandis que l'air au-dessus d'eux est bien en dessous.

Facteurs abiotiques : sol

L'état du sol est l'un des facteurs abiotiques les plus importants de tout écosystème forestier. Des facteurs tels que les niveaux de nutriments, la teneur en humidité et les taux de décomposition déterminent quelles plantes sont capables d'y pousser. Les sols de la forêt boréale sont ce que les pédologues appellent spodols et sont considérés comme des conditions de sol très hostiles. Le mot “spodosol” vient d'un mot russe qui signifie “sous la cendre” et fait référence à une couche de sol gris et pauvre en nutriments sous une fine couche de matière organique. Dans des sols comme celui-ci, l'eau s'infiltre rapidement à travers la couche supérieure du sol sableux, entraînant avec elle presque tous les nutriments disponibles. Ensuite, la matière décomposée (nutriments organiques) et le quartz à grains fins (sable et argile) qui ont été lessivés à travers le sol sont décomposés et chimiquement modifiés pour former une couche d'argile grise pauvre en nutriments.

Non seulement le sol manque de nutriments essentiels à la croissance des plantes, mais les conifères l'empoisonnent pour empêcher d'autres plantes de germer ! Les aiguilles des conifères de ces forêts contiennent une forte concentration de résines, d'huiles et d'autres produits chimiques qui peuvent les empêcher de geler en hiver. Cependant, lorsqu'ils tombent de l'arbre, tous ces produits chimiques s'infiltrent dans le sol, le rendant très acide et souvent toxique pour les autres plantes.

Enfin, rappelez-vous que l'évaporation ne se produit pas très rapidement dans une forêt boréale. Le peu de précipitations qui tombe dans ces forêts s'accumule dans le sol, diminuant la quantité d'oxygène disponible et ralentissant le taux de décomposition. Mettez le tout ensemble et vous obtenez un sol toxique et acide qui lessive les quelques nutriments dont il dispose pour que les plantes poussent dans des conditions difficiles !


Forêts du monde en 3D

Les forêts vierges sont d'une grande importance pour la biodiversité et le cycle mondial du carbone et de l'eau. La structure tridimensionnelle des forêts joue ici un rôle important car elle influence les processus d'échange de gaz et d'énergie avec l'atmosphère, tout en offrant des habitats à de nombreuses espèces. Une équipe de recherche internationale dirigée par l'Université de Göttingen a étudié la variété des différentes structures complexes que l'on peut trouver dans les forêts du monde, ainsi que les facteurs qui expliquent cette diversité. Les résultats ont été publiés dans Communication Nature.

Les chercheurs ont étudié la structure des forêts primitives sur plusieurs continents dans différentes zones climatiques. Pour y parvenir, ils ont passé deux ans à voyager dans des zones de forêts vierges isolées du monde entier pour enregistrer la structure des forêts à l'aide de scanners laser 3D. Un scanner laser capture l'environnement à l'aide d'un faisceau laser et construit ainsi une représentation 3D de la forêt. Cela permet de calculer des métriques importantes pour décrire la structure. Ils ont constaté que la variabilité globale des structures forestières peut s'expliquer dans une large mesure par la quantité de précipitations et donc par la disponibilité de l'eau dans les différents écosystèmes. Sur la base de ces résultats et à l'aide de données climatiques, ils ont pu créer des cartes des forêts du monde montrant la variabilité mondiale de la complexité structurelle.

Les cartes du monde décrivent les structures que les forêts peuvent développer sans influence humaine. Seulement 30 pour cent des forêts du monde sont encore des forêts vierges. "Un objectif à long terme de notre recherche est de mieux comprendre comment l'influence humaine et le changement climatique affectent la forêt, sa structure et les processus qui y sont liés. La structure des forêts primitives est un point de référence important pour cela", déclare le premier auteur, le Dr. Martin Ehbrecht de l'Université de Göttingen. Un accent particulier est ici mis sur la question de savoir comment les changements dans les régimes de précipitations dus au changement climatique affectent la structure des forêts. "L'importance de l'eau pour la formation de structures forestières complexes peut s'expliquer par divers mécanismes d'interaction", explique Ehbrecht. « La disponibilité de l'eau est un facteur important de la diversité des espèces d'arbres. Plus une forêt contient d'espèces d'arbres, plus la coexistence de différentes formes et tailles de cimes d'arbres est prononcée. Cela signifie que l'espace disponible pour les cimes des arbres peut souvent être utilisé plus efficacement dans les forêts riches en espèces, ce qui rend la structure forestière plus complexe. »

Les forêts tropicales humides ont une structure plus complexe que les forêts de feuillus et de conifères trouvées dans les zones tempérées, qui sont à leur tour généralement plus complexes dans la structure que les forêts de conifères boréales comme celles de Scandinavie, ou les savanes forestières subtropicales en Afrique. "Néanmoins, les forêts à haute complexité structurelle peuvent également être trouvées dans les zones tempérées, comme dans les zones à fortes précipitations comme le nord-ouest du Pacifique des États-Unis ou dans les forêts côtières du Chili", explique le professeur Ammer, auteur principal de l'étude et directeur de l'étude. de la sylviculture et de l'écologie forestière des zones tempérées à l'Université de Göttingen.

Les résultats de cette étude sont un point de départ important pour de futurs travaux. « Avec l'aide de l'enregistrement par satellite de la structure des forêts en 3D, il sera à l'avenir possible d'enregistrer avec précision la complexité réelle des forêts », déclare Ehbrecht. « Cela permettra de mieux comprendre les effets de la gestion forestière et du changement climatique sur les forêts du monde. Nos cartes du monde peuvent servir de référence importante pour cela.

Publication originale : Martin Ehbrecht et al. Modèles mondiaux et contrôles climatiques de la complexité structurelle des forêts. Communication Nature (2021). Doi : https://doi. org/ 10. 1038/ s41467-020-20767-z

Contact:
Dr Martin Ehbrecht
Université de Göttingen
Sylviculture et écologie forestière des zones tempérées
Büsgenweg 1, 37077 Göttingen, Allemagne
[email protected]

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Contrôles du climat et de la végétation sur les échanges énergétiques de la zone boréale

La forêt boréale, l'un des plus grands biomes du monde, se distingue des autres biomes parce qu'elle connaît une courte saison de croissance et des températures hivernales extrêmement froides. Malgré sa taille et son impact sur le système climatique terrestre, les mesures des échanges de masse et d'énergie ont été rares jusqu'à ces cinq dernières années. Cet article donne un aperçu des résultats d'études de terrain récentes et complètes menées au Canada, en Sibérie et en Scandinavie sur les échanges d'énergie entre les forêts boréales et l'atmosphère.

La façon dont la biosphère boréale et l'atmosphère interagissent pour affecter l'interception de l'énergie solaire et comment l'énergie solaire est utilisée pour évaporer l'eau et chauffer l'air et le sol est examinée en détail. Plus précisément, nous analysons les magnitudes, les modèles temporels et spatiaux et les contrôles de l'énergie solaire, de l'humidité et des flux de chaleur sensible à travers l'interface terre-atmosphère. Nous interprétons et synthétisons les données de terrain à l'aide d'un modèle de transfert sol-végétation-atmosphère, qui considère le couplage des flux d'énergie et de carbone et de l'état des nutriments.

Les faibles précipitations et les basses températures limitent la croissance de nombreuses forêts boréales. Ces facteurs restreignent la capacité photosynthétique et diminuent la conductivité hydraulique des racines et la conductance stomatique des forêts habitantes. Dans de telles circonstances, ces facteurs interagissent pour former une canopée qui a un faible indice de surface foliaire et exerce une résistance significative à l'évaporation. Les forêts de conifères, qui poussent sur les sols des hautes terres, par exemple, s'évaporent à des taux compris entre 25 et 75 % de l'évaporation d'équilibre et perdent moins de 2,5 mm jour -1 d'eau. La nature ouverte de nombreux peuplements de forêts boréales de conifères entraîne une quantité disproportionnée d'échange d'énergie à la surface du sol. Les facteurs climatiques et physiologiques qui produisent des taux d'évaporation relativement faibles sur les peuplements de conifères entraînent également des taux élevés d'échange de chaleur sensible et le développement diurne de couches limites planétaires profondes. À l'opposé, l'évaporation des peuplements de peupliers à feuilles larges et des fens/terres humides approche les taux d'évaporation d'équilibre et perd jusqu'à 6 mm jour −1 .


Voir la vidéo: Découverte: les conifères (Décembre 2022).