Michal Bogdziewicz reçoit le prix 2022 du centre national des sciences de Pologne

Réchauffement climatique et reproduction des arbres

L'écologie forestière s'est principalement concentrée sur la croissance et la survie des arbres. La fécondité, difficile à mesurer d'un point de vue logistique, est moins souvent étudiée. Pourtant, l'avenir des forêts dépend de la reproduction des arbres, qui détermine leur capacité à se régénérer, à se disperser dans des habitats changeants et à recoloniser des sites après une perturbation (glissements de terrain, feux de forêts...).

Les travaux de recherche de Michal Bogdziewicz impliquent plusieurs sous-domaines de l'écologie forestière, y compris les interactions entre les plantes et les animaux, à la fois consommateurs et disperseurs de graines, et les mécanismes conduisant à la variation de la fécondité des plantes.  L'un des principaux objectifs de ses travaux est de comprendre les causes proximales et ultimes de la fructification des arbres, les conséquences socio-écologiques de la fructification de masse et les effets du changement climatique sur la production des graines.

Le changement climatique augmente la fréquence et la gravité des perturbations et accélère la mortalité des arbres. La résilience des forêts dépend alors de la reproduction qui peut soit augmenter en réponse au réchauffement climatique et assurer la régénération forestière, soit diminuer lorsque les arbres, rendus vulnérables, doivent faire face à des menaces extérieures tels que des ravageurs. 

Les arbres : stratèges de la reproduction

Les recherches menées par Michał Bogdziewicz visent ainsi à comprendre quels sont les effets du réchauffement climatique sur la reproduction des arbres. La reproduction des arbres peut connaitre d’importantes variations interannuelles avec des années de fructification massive et d’autres très faible et ce de manière synchrone à l’échelle d’une région. Ce phénomène de variation interannuelle et synchrone de la fructification est appelé masting.

Du point de vue des réseaux alimentaires, la variation interannuelle de la production de graines (glands, faîne...) est le rythme cardiaque de la forêt. La fructification des arbres conduit en effet, pour les granivores (oiseaux, rongeurs...), à des années de famine, lorsque la production de graines n'a pas lieu, et à des années d’opulence alimentaire, lorsqu'il y a plus de graines que la faune ne peut en manger. Les conséquences de ce phénomène sont importantes. Une année de forte fructification, l'abondance des consommateurs de graines, notamment de rongeurs, augmente de façon spectaculaire pour s'effondrer un an plus tard. En raison de l’augmentation de la population d’hôtes, les populations de tiques s’accroissent également avec pour effet l’augmentation du nombre de cas de maladie de Lyme diagnostiquée chez l’homme deux ans plus tard.

Du point de vue des arbres, le masting est une stratégie de reproduction très efficace. Les arbres ne peuvent en effet pas fuir les granivores. Le masting est donc une stratégie qui permet aux arbres « de s'enfuir tout en restant immobiles » pour reprendre l’expression de Michal Bogdziewicz.  En effet, lorsque la production de graines est très faible, les populations de consommateurs sont affamées et maintenues à un effectif plus faible. En conséquence, lorsque survient une année de forte fructification, les populations de granivores ne sont pas assez importantes pour manger la totalité des graines. Leur taux de survie augmente alors et la capacité de régénération de la forêt s’accroit.

Cependant, en raison du changement climatique, Michal Bogdziewicz explique que, pour le hêtre, la variation interannuelle et la synchronisation de la production de graines ont diminué au cours des quarante dernières années. Ce déclin semble être dû à des étés chauds trop fréquents, qui ne cessent de déclencher des années de fructification. En conséquence, il y a toujours quelques arbres qui produisent des graines à l’échelle de la population d’un massif forestier. Cet approvisionnement régulier en nourriture pour les granivores signifie une perte d’efficacité de la stratégie mise en place par les arbres pour se reproduire et pourrait remettre en question la capacité des forêts à se régénérer.