Mario B. Pesendorfer, Institut d’écologie forestière, Département des sciences de la forêt et des sols, BOKU – Université des ressources naturelles et des sciences de la vie, Vienne, Autriche, discute de son article : La dépendance optimistic de la densité spatiale et temporelle affect les effets d’économie d’échelle de la replica précoce de la mâture dans une communauté de forêt ancienne européenne
Dans les forêts tempérées, les populations d’arbres produisent souvent de grandes récoltes de graines certaines années, suivies d’années où il n’y en a que peu ou pas du tout. Cette variation interannuelle de la replica have a tendency à être synchronisée à travers les échelles spatiales, allant des peuplements ou des populations à des continents entiers. Appelé « ensemencement en masse » ou « ensemencement en masse », ce comportement joue un rôle essential dans la dynamique forestière – des populations aux communautés et aux écosystèmes entiers – automotive les impulsions de ressources se répercutent sur les niveaux trophiques, des rongeurs mangeurs de graines à leurs prédateurs, aux parasites et même à la transmission de maladies zoonotiques des tiques aux humains. Bien que l’ensemencement en masse ait reçu beaucoup d’consideration de la half des écologistes ces dernières années, les avantages d’une telle synchronisation de la replica en termes de health ne sont pas entièrement compris.
Comprendre le comportement des arbres prend du temps
L’étude de la formation des graines exige un engagement automotive, comme de nombreux processus écologiques, elle se déroule sur des décennies plutôt que sur la durée habituelle de trois ans du financement de la recherche. Ainsi, des études à lengthy terme, comme celle initiée dans la forêt de Rothwald en 2004 par Georg Gratzer, professeur associé d’écologie forestière de montagne à l’université BOKU, apportent des données inestimables à la recherche sur la formation des graines. La zone protégée UICN-1a de 400 ha située dans la zone sauvage de Dürrenstein-Lassingtal en Basse-Autriche est la seule forêt primaire de montagne restante dans les Alpes, et offre ainsi une fenêtre distinctive sur les facteurs et les conséquences écologiques et évolutifs du comportement de formation des graines des arbres locaux. Dans deux parcelles d’un hectare dominées par le hêtre européen, l’épicéa commun et le sapin argenté, tous les arbres adultes ont été cartographiés à plusieurs reprises depuis les années 1960. Depuis 2004, 81 pièges à graines ont été placés pour fournir un ensemble de données à haute résolution sur la variation spatiale et temporelle de la pluie de graines, mesurée en nombre de graines par m2. Grâce à cet ensemble de données, nous sommes désormais en mesure de répondre aux questions sur les effets de la multiplication sur le devenir des graines et le recrutement des plantes.
Plusieurs hypothèses sur les bénéfices de la replica en termes de health impliquent des « économies d’échelle », l’idée selon laquelle les coûts de health par unité individuelle diminuent (ou inversement, les bénéfices augmentent) à mesure que davantage de graines sont produites. En fait, il existe plusieurs étapes auxquelles de tels mécanismes dépendants de la densité peuvent s’appliquer pour façonner le destin last des graines : la pollinisation, la prédation avant dispersion, la dispersion des graines et la prédation après dispersion. Étant donné que la pluie de graines varie à la fois d’une année à l’autre et dans l’espace au cours d’une année, par exemple en raison de différences de taille ou de website entre les arbres, il peut y avoir une interplay entre les axes temporel et spatial de la dépendance à la densité.
Les pièges à graines fournissent des informations sur le kind des graines avant leur dispersion
Français Pour les pièges à graines Rothwald de 2008 à 2022 (14 ans au complete), les graines de chaque espèce d’arbre dominante ont été classées en trois catégories : graines pleines, graines endommagées par les insectes (c’est-à-dire la prédation avant dispersion) et graines creuses indiquant une limitation du pollen. Pour chaque espèce, nous avons examiné l’effet de la variation spatiale et temporelle de la densité globale des graines sur l’efficacité de la pollinisation, en utilisant la proportion de graines non creuses, et sur la prédation relative des graines, en utilisant la proportion de graines non creuses endommagées par les insectes. Étant donné que la variation spatiale et temporelle de la pluie de graines est intrinsèquement liée, nous avons analysé les données à plusieurs niveaux : a) en comparant les moyennes des parcelles sur plusieurs années (2008-2022), b) en comparant les totaux cumulés (sur toute la période d’étude) de chaque catégorie de graines parmi les pièges au sein des parcelles, et c) en mettant à l’échelle la variation intra-annuelle (à un indice compris entre 0 et 1) et en modélisant simultanément les effets de la variation spatiale et temporelle de la pluie de graines au niveau du piège.
Chez les trois espèces, nous avons constaté que la proportion de graines complètement formées était plus élevée les années de forte manufacturing de graines que les années de faible manufacturing. Fait essential, nous avons constaté que cette augmentation ne se produisait qu’en dessous d’un seuil de densité de graines (environ 20 % du most), au-delà duquel des augmentations supplémentaires de la densité de graines n’entraînaient aucun avantage supplémentaire pour le devenir des graines. Ces effets d’économie d’échelle temporelle étaient plus forts chez le hêtre européen, l’espèce ayant la plus forte densité dans la zone d’étude, et plus faibles chez l’épicéa commun et le sapin argenté, qui sont tous deux présents à de faibles densités. La comparaison spatiale de la pluie cumulative de graines dans les pièges n’a pas montré de telle relation, ce qui montre qu’il n’existe pas de zones distinctes dans lesquelles les graines sont généralement mieux loties parce qu’elles sont constamment produites à une densité élevée.
Les économies d’échelle procurent des avantages en termes de health chez les espèces en voie de disparition
Les analyses détaillées au niveau des pièges ont montré que chez le hêtre européen, l’efficacité de la pollinisation ne varie qu’avec l’axe temporel de variation de la densité de la pluie de graines, mais pas avec la variation intra-annuelle dans une parcelle. Chez l’épicéa commun, nous avons constaté que les deux axes de variation affectaient l’efficacité de la pollinisation, alors qu’aucun effet n’a été constaté chez le sapin argenté. Comme le hêtre est présent à forte densité, nous ne nous attendions pas à ce que la limitation du pollen varie dans l’espace. Chez l’épicéa commun à faible densité, nous avons trouvé des modèles spatiaux, peut-être parce que les groupes d’arbres peuvent probablement se polliniser de manière croisée, alors que les individus isolés manquent de donneurs de pollen.
En revanche, nous nous attendions à des effets à la fois spatiaux et temporels de l’effort de replica sur la prédation, automotive les prédateurs sont mobiles et ont donc tendance à se déplacer vers des zones où ils trouvent plus de proies. Chez le hêtre européen, nous avons en effet constaté un effet combiné de l’effort de replica sur la prédation. et Variation temporelle de la densité des graines sur la prédation avant la dispersion. Chez l’épinette de Norvège, l’effet temporel sur la prédation des graines était fort et différait selon les parcelles, mais pas avec une variation spatiale au sein des parcelles. Chez le sapin argenté, la prédation des graines était généralement faible et ne montrait aucun effet spatial ou temporel de la variation de la pluie de graines.
En résumé, nos résultats montrent que la replica synchronisée a des effets positifs en fonction de la densité. Au cours des années de forte manufacturing de graines, une plus grande proportion de graines est pollinisée et moins de graines sont déprédées par les insectes dans la couronne. La variation spatiale au cours des années peut affecter la pollinisation ou la prédation des graines, mais n’a pas entraîné de différences spatiales cumulatives sur la période d’étude de 14 ans. Par conséquent, la replica entraîne davantage d’effets d’économie d’échelle dans le temps que dans l’espace.
Bien que la croissance et la mortalité des arbres et leur contribution à la dynamique forestière aient été largement étudiées, la pluie de graines, le recrutement des plantules et les stades ultérieurs du cycle biologique sont encore mal compris. Nos travaux suggèrent que la dépendance optimistic à la densité affect la dynamique du devenir des graines (c’est-à-dire que lorsqu’il y a beaucoup de graines, les résultats sont proportionnellement meilleurs), tandis que la survie et la croissance des plantules sont dominées par une dépendance négative à la densité, par exemple en raison des effets Janzen-Connell. Le fait que la dépendance à la densité puisse d’abord être optimistic, comme illustré ici pour la pollinisation et la prédation par les insectes, puis être négative au stade suivant du cycle biologique, comme c’est le cas pour les plantules, illustre la complexité des processus dynamiques forestiers qui déterminent la construction de la inhabitants et la composition de la communauté.
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