Comprendre comment les espèces d'arbres toléreront les augmentations projetées de la sécheresse est nécessaire pour anticiper la dynamique future des forêts et prédire la productivité future des forêts. Les sécheresses liées au changement climatique ont déjà provoqué une mortalité généralisée des arbres dans de vastes zones de nombreuses régions forestières, avec des effets néfastes sur la structure et la fonction du paysage. Alors que les jeunes arbres et les arbres adultes affichent une forte synchronisation avec leur environnement et une tolérance relativement élevée au stress, les semis de conifères sont plus vulnérables au stress hydrique compte tenu de leurs faibles profondeurs d'enracinement et de leurs budgets de carbone étroits. Malgré cela, peu d'études ont été menées sur la manière dont la sécheresse affecte les populations naturelles de semis d'arbres sur le terrain, malgré les rôles critiques qu'elles jouent dans la dynamique forestière, les changements de gamme et la résilience globale des forêts au changement climatique en cours.

De minuscules arbres minuscules à peine plus gros que le lichen et la mousse dont ils émergent. Au premier plan se trouve un petit semis presque aussi haut que le clou en métal peint en rose qui marque sa position. À l'arrière-plan, un ongle vert vif marque un semis de taille similaire.
Des semis de sapin subalpin et d'épinette d'Engelmann ont été cultivés sous des abris anti-pluie dans le sud des Rocheuses, aux États-Unis, pendant 2 ans. Crédit image : Goke et Martin.

Dans leur nouvelle étude publiée dans AoBP, Goke et Martin ont soumis des semis naturellement établis d'espèces de conifères subalpines codominantes (sapin subalpin, Abies lasiocarpe et épicéa d'Engelmann, Picea engelmannii) dans le sud des Rocheuses, États-Unis à 2 ans de sur place exclusion des précipitations estivales. Ce traitement d'exclusion – mis en place à l'aide d'abris anti-pluie en polycarbonate – simulait des conditions de sécheresse estivale similaires à une défaillance de la mousson nord-américaine. Les auteurs ont comparé les réponses morphologiques et physiologiques des semis poussant dans des conditions de sécheresse par rapport aux conditions ambiantes pour évaluer les changements relatifs des traits de tolérance à la sécheresse en fonction de la taille des semis.

Goke et Martin ont observé un manque frappant d'acclimatation morphologique et physiologique à la sécheresse chez les semis de conifères, et une priorisation des traits de gain de carbone au détriment de l'atténuation et de la tolérance à la sécheresse. Aucun ajustement morphologique des traits d'atténuation de la sécheresse n'a été détecté chez les deux espèces, et le gain de carbone photosynthétique et l'efficacité de l'utilisation de l'eau ont été considérablement réduits, reflétant une mauvaise acclimatation des semis entiers au stress hydrique, en particulier pour l'épinette. Ces résultats indiquent une canonisation des traits qui, bien qu'utiles pour l'établissement précoce des semis, peuvent indiquer une vulnérabilité importante des populations de semis aux sécheresses prolongées ou récurrentes. Les auteurs concluent en déclarant que "l'augmentation de la mortalité des semis avec la sécheresse induite par le changement climatique est un résultat probable de ces réponses, ce qui peut à son tour affecter la disponibilité des semis pour le recrutement dans des classes de taille d'arbres plus grandes".

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Goke, A. et Martin, PH (2022) "Mauvaise acclimatation à la sécheresse expérimentale sur le terrain dans les semis d'arbres de la forêt subalpine," Plantes AoB, https://doi.org/10.1093/aobpla/plab077