Les espèces et populations végétales adoptent différentes stratégies de réponse aux incendies. Certaines espèces peuvent survivre aux incendies (espèces à repousse), disperser leurs graines dans le sol avant les incendies (espèces géosporiques), d'autres meurent (espèces sans repousse) ou dispersent leurs graines après les incendies (espèces sérotines). Selon ces stratégies, on distingue quatre grands types fonctionnels de plantes en fonction de leurs réactions au feu.

Docteurs Byron Lamont et Ed Witowski de l'Université de Curtin (Australie) et de l'Université du Witwatersrand (Afrique du Sud) ont étudié les facteurs mathématiques, biologiques (par exemple la dispersion) et environnementaux des distributions post-feu semis-plantes adultes. Les chercheurs ont constaté que les semis de non-germinateurs qui stockent les graines dans le sol avant le feu étaient proches de la plante adulte, mais les semis d'adultes reproducteurs étaient quatre fois plus éloignés. Après la mort d'une plante adulte, le sol en dessous offre généralement de bonnes conditions pour les nouveaux semis, donc la dispersion des graines à proximité est la meilleure stratégie. Si la plante adulte survit, la dispersion des graines à proximité conduirait à une compétition entre l'adulte et la plantule, de sorte que plus les plantules sont éloignées, mieux c'est. Lamont et Witowski ont déjà travaillé sur stratégies végétales adaptées au feu, comme la dispersion et le stockage des graines.

Lamont et Witowski ont effectué des travaux sur le terrain à deux endroits dans la réserve naturelle de South Eneabba (Australie occidentale). Un site était une lande de broussailles riche en espèces et l'autre site supportait une végétation de landes basses. Les chercheurs ont sélectionné 19 espèces de plantes avec le «méthode du quartier errant » et les a appariés en quatre combinaisons de types fonctionnels (resprouters, R ; non-resprouters, NR ; géosporeux, sérotineux).

Un feu de forêt se propage sur une colline
Les incendies de forêt sont un phénomène écologiquement important pour éliminer les matières organiques mortes. Source: canva

Ils ont mesuré la hauteur, le diamètre de la cime, le diamètre de la base de la tige, la distance à l'adulte conspécifique le plus proche et à la plantule. Les mesures avant le feu ont été estimées sur la base des restes de plantes et des plantes environnantes. La plupart des plantes appartenaient aux Proteaceae et Myrtaceae et au total, 370 mesures ont été enregistrées.

Le nombre de semis par plante adulte a été estimé à partir du travail de terrain. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que les plantes qui dépendent de la dispersion par le vent ont un pré-feu SA plus court qu'après le feu, tandis que la distance SA sera plus grande pour les espèces dispersées par les fourmis. Ils s'attendaient également à ce que la distance SA la plus courte soit pour les non-germinateurs qui stockent les graines dans le sol avant le feu.

La relation hiérarchique des traits (par exemple la distance SA) des quatre types fonctionnels (resprouter, non-germer, graines stockées dans le sol, graines stockées dans la plante). Les non-germinateurs étaient globalement plus proches des plantes mères. Les semis des espèces resprouter et non-germeuses qui stockaient les graines dans le sol étaient plus proches par rapport aux espèces qui dispersaient les graines au-dessus du sol, après le feu. Source: Lamont et Witowski, 2020

Lamont et Witowski ont découvert que la distance entre les semis et les adultes (SA) est généralement la fonction directe de la distance entre les semis (SS) et la distance entre les adultes (AA) et la fonction inverse du rapport entre les semis et les parents (S/A) entre les espèces et les types fonctionnels. Les couronnes des reproducteurs, le poids des graines et des porte-greffes étaient quatre, plus de quatre et 80 fois plus grands que ceux des non-reproducteurs respectivement. La plupart des semis qui n'avaient pas germé se trouvaient sous ou à proximité des plantes adultes, tandis que les reproducteurs étaient plus éloignés des adultes. Les semis reproducteurs avaient tendance à être dispersés au hasard, jusqu'à 8 m des adultes.

"Nos résultats soulignent à quel point le type de réponse au feu (NR [non-resprouter] vs R [resprouter]) est une dichotomie fondamentale dans la morphologie, la fécondité et la dynamique des populations de plantes dans les écosystèmes sujets au feu", ont écrit Lamont et Witowski.

Les non reproducteurs sont généralement des plantes plus hautes avec beaucoup de graines viables tandis que les reproducteurs ont de grandes banques de bourgeons souterrains et moins de semis par parent.

« Le schéma est clairement adaptatif : les semis NR peuvent profiter de la « niche de régénération » créée par leurs parents. Beaucoup sont situés près de l'endroit où leurs parents se sont établis, le parent est décédé et a même laissé un héritage de conditions de microhabitat et de microbes symbiotiques propices à la croissance et exempts de concurrents provenant de graines stockées dans le sol dans certains cas », expliquent les chercheurs.

"Inversement, les parents de R ont survécu à l'incendie et, bien qu'ils puissent jouer un rôle de plante 'nourrice' parfois, éventuellement, sinon immédiatement, ils rivaliseront avec leur progéniture pour les ressources."

Cette étude a offert des explications mathématiques et biologiques de la distribution des semis après les incendies, ce qui permet aux gestionnaires des terres et aux défenseurs de l'environnement de mieux prédire comment une communauté pourrait être façonnée par les incendies de forêt à l'avenir.