Comprendre l’impact des insectes herbivores sur les écosystèmes forestiers
La plupart des forêts absorbent actuellement plus de dioxyde de carbone qu’elles n’en rejettent, ce qui contribue à ralentir l’accumulation de CO2 dans l’atmosphère. L’ampleur et la durée de cet effet sont contrôlées par une série de facteurs qui influencent la croissance des plantes, dont les nutriments du sol sont un exemple clé. «Les activités des animaux, en particulier des herbivores, sont l’un des principaux moteurs du cycle des nutriments des plantes et du sol qui a été négligé», indique le coordinateur du projet ECOHERB Daniel Metcalfe de l’Université d’Umeå, en Suède. «Les rares études sur l’impact des herbivores sur le cycle des nutriments des écosystèmes se sont concentrées sur les animaux massifs plutôt que sur les insectes, même si ces derniers sont extrêmement abondants dans de nombreux systèmes terrestres.»
Les impacts des insectes sur le cycle des nutriments
Le projet ECOHERB, financé par le Conseil européen de la recherche, visait à combler cette lacune. Pour ce faire, il a mis en place un réseau mondial de sites forestiers où les contributions des insectes herbivores au cycle des nutriments ont pu être quantifiées de manière coordonnée et systématique. Des stations de surveillance ont été établies pour couvrir tous les types de forêts. Des expériences ont été menées pour examiner les effets des excréments d’herbivores sur les processus pédologiques dans différentes conditions de température et d’humidité. Ces informations sont désormais intégrées à des modèles d’écosystème de pointe. «L’approche de base que j’ai adoptée a été définie dans mes travaux antérieurs, publiés juste avant le projet», explique Daniel Metcalfe. «Grâce à ECOHERB, j’ai pu améliorer considérablement ces méthodes éprouvées, afin de mieux comprendre le rôle des insectes herbivores dans les écosystèmes terrestres.» Dans la pratique, il a fallu surmonter d’énormes obstacles bureaucratiques et logistiques pour mettre en place et mener à bien des activités de surveillance intensive dans des sites éloignés répartis dans des dizaines de pays. Cela a été particulièrement difficile au cours des dernières années du projet, qui ont coïncidé avec la pandémie de COVID-19. «La réussite du projet témoigne de l’extrême talent et du dévouement de l’équipe de chercheurs doctorants et postdoctorants et des partenaires nationaux qui ont participé au projet», ajoute Daniel Metcalfe.
Les facteurs de libération du carbone et des nutriments
Malgré ces difficultés, Daniel Metcalfe est parvenu à dresser le tableau le plus détaillé et le plus complet à ce jour des schémas et des facteurs sous-jacents de la libération de carbone et de nutriments des forêts par les insectes herbivores. «Nous avons pu étudier les schémas de libération de carbone et de nutriments par les herbivores dans des systèmes forestiers relativement peu perturbés», fait-il remarquer. «À partir de là, nous avons pu identifier la répartition mondiale de l’herbivorie des insectes et mieux comprendre la biogéochimie de la forêt.» À Hawaï, par exemple, Daniel Metcalfe et son équipe ont pu quantifier la manière dont les nutriments libérés par les herbivores affectent certains processus clés de l’écosystème, et la façon dont ces contrôles et processus sont régulés par le climat. «Nous travaillons actuellement avec plusieurs équipes de modélisation afin d’utiliser les données collectées pour développer et améliorer plusieurs modèles d’écosystèmes différents», remarque-t-il.
Des efforts de surveillance à grande échelle
Les travaux de Daniel Metcalfe ont permis de souligner l’importance des efforts de surveillance à grande échelle et de montrer comment les recherches initiales peuvent être développées et étendues avec succès. «Je pense que les méthodes que nous avons utilisées et les résultats que nous avons obtenus plaident en faveur de l’inclusion des insectes herbivores, et de l’activité animale en général, dans les simulations de modèles des fonctions et processus des écosystèmes», déclare-t-il. «J’espère continuer à travailler sur de nombreux sites, en m’appuyant sur le fantastique réseau de partenaires nationaux qui ont rendu ces travaux possibles.»
Mots‑clés
ECOHERB, écosystèmes, forêts, CO2, insectes, atmosphère, nutriments
