Les arbustes ont évolué en réponse à de multiples facteurs de perturbation, notamment le feu et la sécheresse. De nombreux arbustes sont clonaux avec des individus se reproduisant via la production végétative de tiges à partir de bourgeons et de rhizomes souterrains. Cela peut donner aux arbustes clonaux un avantage concurrentiel sur les espèces non clonales dans des environnements fréquemment perturbés. Les arbustes clonaux empiètent à un rythme accéléré par rapport aux arbustes non clonaux dans les écosystèmes des prairies à herbes hautes. Cet empiètement est largement motivé par les changements climatiques, y compris l'augmentation du CO atmosphérique2 des concentrations et des régimes de précipitations modifiés, ainsi qu'une réduction de la fréquence des incendies, du surpâturage et d'autres décisions de gestion. Étant donné que les arbustes clonaux sont plus susceptibles de s'étendre à travers les prairies et les savanes que les arbustes non clonaux, comprendre comment cette forme de croissance utilise les ressources et réagit aux variations environnementales sera essentiel pour prédire comment l'empiètement des arbustes peut modifier le cycle du carbone et de l'eau à l'avenir.
Dans leur nouvelle étude Editor's Choice publiée dans AoBP, Wedel et al. évalué les réponses physiologiques intra-arbustes au niveau des feuilles aux précipitations et au feu dans l'arbuste clonal envahissant le plus dominant de la prairie à herbes hautes du Kansas, Cornus drummondii. C. drummondii, communément appelé cornouiller à feuilles rugueuses, s'étend radialement via des rhizomes et forme des clones discrets où le centre de l'arbuste est plus ancien que la périphérie. Les auteurs ont comparé les taux d'échange de gaz foliaire de la périphérie au centre dans des clones d'arbustes au cours d'une année humide (2015) et extrêmement sèche (2018). Ils ont également comparé la physiologie des feuilles entre les arbustes récemment brûlés (pousses) et les arbustes non brûlés en 2018. L'un des principaux objectifs de l'étude était de déterminer s'il était nécessaire de tenir compte des différences intraclonales entre les tiges en réponse aux perturbations pour paramétrer les modèles avec plus de précision. .
Les résultats de l'étude ont révélé que la physiologie des feuilles ne diffère pas entre les tiges interconnectées au cours d'une année humide ou sèche, mais diffère après le feu. Plus précisément, les pousses après un incendie avaient des taux d'échange de gaz et une teneur en azote des feuilles plus élevés que les arbustes non brûlés, ce qui suggère que des taux accrus de gain de carbone peuvent contribuer à la récupération après un incendie. Dans les zones récemment brûlées, les rejets avaient des taux d'échange de gaz plus élevés au centre de l'arbuste qu'à la périphérie. Dans les zones non brûlées, la physiologie des feuilles est restée constante tout au long de la saison de croissance dans les arbustes clonaux.
Wedel et al. concluent que des mesures uniques dans les clones d'arbustes sont suffisantes pour paramétrer les modèles utilisés pour comprendre les effets de l'empiétement des arbustes sur les cycles du carbone et de l'eau de l'écosystème. Cependant, ces modèles peuvent nécessiter une complexité supplémentaire lors de l'examen des impacts du feu. Les auteurs proposent que les travaux futurs mènent des enquêtes détaillées sur la physiologie intraclonale d'autres arbustes qui se développent dans les prairies et les savanes afin d'améliorer les prévisions de la couverture végétale et du fonctionnement de l'écosystème dans un climat changeant.
