Service 8 synchroniser la succession végétale Flashcards
Qu’est-ce qu’une perturbation
Une force causant une perte de biomasse fonctionnelle et un changement de structure à l’écosystème,
et qui entraîne des modifications majeures à son fonctionnement.
qu’est-ce qu’une succession
Changements directionnels dans la composition d’une communauté après une perturbation
succession primaire vs secondaire
Succession primaire : Colonisation sur un milieu nu (i.e là où il n’y avait pas de sol formé)
Succession secondaire : Colonisation sur un sol déjà formé (i.e après une perturbation)
Exemple de perturbation
glissement de terrain
Éruption volcanique
Chablis
Insectes ravageurs
Feux
En quoi la matière organique peut être converti lors d’un feu
-Cendres (K2O, CaO, HPO2, MgO, etc.)
-Produits volatiles ()Carbone organique : CO2,
Azote organique : NO, NO2,
Soufre organique SO2 etc.)
-Produits altérés (non brûlés)
(charbon (char), créosote (tar))
Effet négatif du feu
- Imperméabilisation du sol en surface
- Diminution de la banque de graines
- Modification de l’abondance de divers organismes du sol (temporaire)
- Perte de certains éléments nutritifs par volatilisation (N, S, C)
- Émissions de gaz à effet de serre (CO2)
Effet positif du feux
Dans la majorité des sols agricoles, c’est utile d’ajouter de la M.O. au sol car :
* Beaucoup de matière organique est récoltée plutôt que d’être retournée au sol.
* La litière est de bonne qualité chimique (i.e. peu de lignine) et se décompose rapidement.
* L’humus se mêle à la couche minérale rapidement, où elle forme des complexes argilo-humiques
stables.
effet positif du feu dans les sols forestier
Décomposition lente, donc séquestration des nutriments
* Absorbe beaucoup d’eau, donc nuit au drainage.
* Maintient une basse température du sol en saison de croissance
* Mauvais ancrage des racines d’arbres en régénération
* Acidité – podzolisation – lessivage des cations alcalins
* Favorise la compétition des arbustes éricacées via la production de tanins, ce qui nuit au cycle de
l’azote
Effet positif du feu en forêt boréale
Améliore l’aération du sol
* Améliore le drainage
* Provoque l’éclosion des cônes sérotineux
* Augmente le pH du sol
* Augmente la disponibilité des éléments nutritifs
* Augmente la température du sol durant la saison de croissance
* Brise le cycle vital de certains parasites
* Favorise l’enracinement dans le sol minéral
* Favorise la nitrification (i.e. important pour certaines plantes pionnières)
* Produit le charbon : purifie le sol des tanins et autres métabolites secondaires
Décrire Fuel-limited fire regime
- Feux fréquents, peu sévères et peu intenses
- Combustion surtout du sous-bois
-dans ces écosystèmes, le feu est limité est
par le combustible
Décrire climate limited fire regimes
- Feux peu fréquents, mais sévères et intenses
- Combustion du sous-bois, des arbres et du sol
-dans ces écosystèmes, le feu est limité par les conditions
météorologiques
Comment décrire la sévérité d’un feu
Sévérité : montant de biomasse brûlé
À quoi est lié la sévérité du feu en forêt boréale
En forêt boréale, la sévérité du feu est souvent liée au succès de la régénération subséquente.
caractéristique Feu sévère
un feu sévère aura tendance à revigorer les conditions édaphiques pour
plusieurs essences forestières.
caractéristique feu peu sévère
À l’opposé, un feu peu sévère n’élimine pas la couche morte forestière et la banque de
rhizomes d’éricacées qui s’était installée dans la forêt avant qu’elle ne brûle.
Étude de cas forêt boréale en bruyère
Une invasion par des éricacées peut mener à des déficience d’azote chez les conifères.
La litière de Kalmia semble plus nutritive (ratio C:N faible) mais la litière de Kalmia contient 5X plus de tanins condensés que celle
de l’épinette noire.
Les tanins condensés forment des précipités avec les protéines.
Les tanins des éricacées (Kalmia) sont plus efficaces
que les tanins des conifères pour précipiter les protéines dans une solution aqueuse.
Les complexes protéines-tanins dans le sol sont récalcitrants à la décomposition.
Les enzymes sont des
protéines. Par conséquent, les tanins relâchés dans le sol peuvent également former des complexes avec des enzymes extracellulaires .
Les tanins vont donc réduire l’activité enzymatique dans le sol. Ceci réduira les taux de
décomposition et de minéralisation des éléments
nutritifs.
Les éricacées s’associent
avec des mycorhizes capables d’obtenir l’azote
des complexes protéines-tanins.
Les éricacées ont une plus grande biomasse racinaire absorbante que les conifères.
Par contre, les conifères ont une meilleure capacité spécifique d’absorption du N
minéral que les éricacées.
Comment décrire l’intensité du feu
T° maximale au front du feu (en moyenne de 300-1000°C,)
Qu’est qu’un brûlage culturel? à quoi ça sert
Brûlage culturel : pratiqué par les peuples autochtones depuis des milliers d’années
Réduit le risque de feu de forêt (wildfire) en diminuant l’accumulation de combustible (biomasse) dans un écosystème
Quel est l’effet de l’intensité d’un feu
plus le feu est intense:
hausse % de carbone
baisse % O
Baisse %H
moins de respiration basale
la température de production du charbon a un effet sur les propriétés physicochimiques du charbon, et éventuellement sur les propriétés fonctionnelles du charbon (ex. cyclage des nutriments,
dynamique microbienne)
Effet des coupe forestière/coupe partielle à court terme
À court terme : permet d’augmenter la valeur commerciale des peuplements forestiers
Effet des coupe forestière/coupe partielle à long terme
- Augmentent les débris ligneux
- Augmentent les trouées (donc la luminosité)
- Diminuent le nombre de tiges
- Augmentent le diamètre des tiges
- Augmentent la couverture des éricacées
- accélère la succession écologique
Succession secondaire des coupes forestières
Premiers stades : recrutement de plusieurs espèces avec des stratégies compétitives différentes
Première cohorte souvent dominée par des essences
d’arbre à croissance rapide (RGR élevé)
Derniers stades de la succession secondaire sont
dominées par des essences tolérantes à l’ombre (RGR plus faible)
Effet d’une perturbation sur la vitesse des cycles des nutriments
avant perturbation : nutriments dans la couche morte
après perte : nutriments transformés en cendre, circulation de ces éléments bcp plus rapide
au fil du temps, retour de la couche morte, diminution de la vitesse de cyclage
Effet d’une perturbation sur le pH du sol
APRÈS COUPE
coupe à blanc = légère augmentation du pH (on cesse l’entrée de nouvelle litière acidique, mais la météorisation de la roche mère se poursuit mise en soln de calcium,magnésium)
APRÈS FEU
pH faible (couche morte, litière acidique)
cendres retournées au sol : oxydes de magnésium, oxyde de calcium : chauxlage (tamponnage du pH
retour de la couche morte
Effet d’une perturbation sur le disponibilité et la demande des nutriments
dans une forêt climacique, les arbres sont généralement limités dans leur croissance par la disponibilité des éléments nutritifs du sol
DEMANDE : diminue (perte de biomasse végétale). augmentation de la demande après perturbation, puis rediminution lorsque la forêt s’approche du climax (croissance plus lente, mortalité des jeunes pousses)
DISPONIBILITÉ : nutriments dans la couche morte récalcitrante,. perturbation : augmentation de la disponibilité (cendres, éléments se retrouvent dans des formes plus facilement minéralisables). avec le temps, la végétation retourne les nutriments sous forme de litière (de plus en plus récalcitrante)
dans une forêt climacique, les arbres sont généralement limités dans leur croissance par la disponibilité des éléments nutritifs du sol
Effet d’une perturbation sur les nutriments et la lumière
en début de succession, les plantes compétitionnent pour la lumière (nutriments abondants)
en fin de succession : les plantes compétitionnent pour les nutriments
forêt jeune : les arbres intolérants à l’ombre sont éliminés
Effet d’une perturbation sur l’humidité du sol
dans les années qui suivent une perturbation majeure, il va y avoir plus d’eau au sol (pcq la majorité de l’eau du sol est perdue par évapotranspiration)
lorsqu’une plante C3 (stratégie de photosynthèse des plantes à nos latitudes nordiques) fixe le CO2 atmosphérique, elle nécessite plusieurs molécules d’eau
diminution de l’humidité du sol dans la forêt jeune : bcp de photosynthèse, grande demande pour l’eau
lorsque la forêt arrive près de sa maturité, diminution des taux de photosynthèse, retour de l’humidité du sol climacique
Effet de la perturbation sur le taux de croissance
climacique : à croissance lente, peuvent tolérer la faible disponibilité de éléments nutritifs du sol, grande efficacité d’utilisation des nutriments (NUE)
régénération : croissance rapide (ex. peuplier, bouleau) : compétition pour la lumière, donc important d’avoir un taux de croissance rapide
Effet de la perturbation sur la diversité
augmentation du nombre d’espèces végétales (augmentation des indices de biodiversité)
puis perte de certaines espèces mal adaptées aux facteurs édaphiques et abiotique (ex. moins de lumière)
Effet de la perturbation sur les types de mycorhizes
début = AMF : herbacées, arbres de début de succession (ex. peuplier = AMF en début de succession, puis ECM en fin de succession).
Pourrait être lié à l’abondance de la couche morte (AMF = explore le sol minéral, ECM = explorent le sol organique)
éricoïde dans le sous-bois
Effet de la perturbation sur la qualité de la litière
début : plantes rudérales, poussent très rapidement, produisent des graines et meurent : pas d’investissement dans leurs tissus structuraux, très peu de phénols dans la litière
régénération : feuilles faciles à décomposer, espèces de plantes à NUE faible donc litière de haute qualité chimique
plantes de fin de succession : investissent dans des structures dans leurs feuilles qui augmentent la longévité des feuilles, litière de plus faible qualité
Effet de la perturbation sur l’épaisseur de la couche morte
Coupe = couche morte intacte. augmentation de la couche morte causée par l’abondance des débris ligneux au sol., puis diminution de l’épaisseur (consommation) puis augmentation de l’épaisseur quand des essences produisant une litière de moindre qualité chimique s’installent
Feu = élimination de la couche morte (selon la sévérité)
