Density-Yield Relationship of an Invasive Annual Grass inCalifornia Chaparral and Its Restoration Implications
Cette étude démontre que, bien que l'herbe invasive *Bromus diandrus* suive l'hypothèse du rendement final constant, une élimination totale (100 %) plutôt qu'un contrôle partiel est nécessaire dans le chaparral de Californie pour augmenter suffisamment la lumière et l'humidité du sol pour une restauration réussie des arbustes indigènes.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Dans les collines sèches et brûlées par le soleil de la Californie, une bataille silencieuse pour la survie se joue chaque printemps entre les arbustes indigènes et un envahisseur implacable : les graminées annuelles non indigènes. Ces graminées, apportées d'Europe il y a des siècles, ont transformé de vastes étendues du paysage emblématique du chaparral. Elles poussent rapidement, étouffent les plantes indigènes et altèrent les conditions mêmes du sol et de l'eau dont dépendent les écosystèmes locaux. Pendant des décennies, les gestionnaires de terres ont tenté de restaurer ces zones en éliminant les graminées envahissantes, espérant qu'en dégageant le sol, les arbustes indigènes pourraient revenir. Mais une question fondamentale a persisté : quelle quantité de graminées doit être éliminée pour faire une différence ? Est-il suffisant d'éclaircir la foule, ou les envahisseurs doivent-ils être complètement effacés ? Cette question touche à un principe classique de la biologie végétale connu sous le nom d'hypothèse du « rendement final constant ». En termes simples, cette idée suggère que lorsque les plantes poussent trop près les unes des autres, elles entrent en compétition si féroce pour des ressources limitées comme l'eau et la lumière que la quantité totale de matière végétale produite reste la même, quel que soit le nombre d'individus présents. Si les plantes restantes peuvent simplement devenir plus grandes pour occuper l'espace laissé par celles qui ont été retirées, alors l'élimination partielle pourrait ne pas libérer suffisamment de ressources pour aider les espèces indigènes à se rétablir.
Pour répondre à cela, des chercheurs ont mis en place une expérience à grande échelle dans le San Marcos Foothills Preserve, dans le comté de Santa Barbara, un lieu où le chaparral indigène a été envahi par une seule espèce de graminée invasive appelée Bromus diandrus. Ils ont créé des dizaines de petites parcelles carrées, de chacune d'un demi mètre de large, et ont manipulé le nombre de plants de graminées dans celles-ci. Dans certaines parcelles, ils ont laissé la graminée intacte. Dans d'autres, ils ont soigneusement retiré 25 %, 50 % ou 75 % des semis. Dans le dernier groupe, ils ont éliminé chaque plant de graminée. Ils ont ensuite planté un jeune plant d'arbuste indigène, une espèce appelée Ceanothus megacarpus, au centre de chaque parcelle pour servir de capteur vivant, ou « phytomètre », afin de voir comment il pouvait croître dans ces différentes conditions. Tout au long de la saison de croissance, l'équipe a mesuré la quantité de lumière atteignant le sol, la quantité d'humidité restant dans le sol, ainsi que la réponse de la graminée elle-même à l'éclaircissage.
Les résultats ont révélé un schéma clair et quelque peu surprenant. La gramine envahissante s'est comportée exactement comme l'avait prédit l'hypothèse du rendement final constant. Lorsque les chercheurs ont retiré une partie de la graminée, les plantes restantes ne sont pas restées passives ; elles ont compensé. Elles sont devenues plus grandes et ont utilisé l'eau et la lumière supplémentaires qui avaient été libérées. Par conséquent, la biomasse totale de graminées dans les parcelles où 25 %, 50 % ou même 75 % des plantes ont été retirées s'est avérée presque identique aux parcelles où aucune graminée n'avait été retirée. La population de graminées avait une « capacité de charge » d'environ 500 plants par mètre carré ; une fois la densité descendue sous ce seuil, les survivants se sont simplement contentés de combler le vide. Cela signifiait que pour les trois premiers niveaux de retrait, l'environnement est resté tout aussi encombré et dépourvu de ressources qu'avant le travail.
Les jeunes plants d'arbustes indigènes ont ressenti cette compétition de manière aiguë. Dans les parcelles où la graminée n'était que partiellement retirée, les semis ont eu du mal à égaler la performance de ceux des parcelles totalement dégagées. Bien que les semis des parcelles de retrait à 75 % aient montré une conductance stomatique étonnamment plus élevée par rapport aux parcelles non touchées — indiquant une certaine réponse physiologique à la réduction de la densité — ils n'ont tout de même pas atteint la croissance robuste ou la disponibilité des ressources observées dans les zones de retrait à 100 %. Les semis des parcelles partiellement retirées recevaient peu de lumière supplémentaire et le sol restait sec, entraînant une croissance médiocre par rapport au traitement de retrait à 100 %. Le seul moment où les semis indigènes ont véritablement prospéré, c'est dans les parcelles où 100 % de la graminée envahissante avait été éliminée. Ce n'est que dans ces espaces complètement dégagés que les niveaux d'humidité du sol et de lumière ont augmenté de manière significative, permettant aux semis indigènes de croître plus grands et de montrer des signes de santé robuste. L'étude a constaté qu'une réduction de la biomasse de graminées se produisait lors du retrait à 75 %, mais que cette réduction ne s'est pas traduite par des ressources disponibles pour les plantes indigènes car les graminées restantes poussaient si vigoureusement pour combler l'écart.
Cette découverte offre une directive claire, bien qu'exigeante, pour les efforts de restauration dans ces écosystèmes méditerranéens. Elle suggère que le contrôle partiel des graminées annuelles envahissantes, bien qu'il puisse réduire la couverture visuelle totale, est souvent insuffisant pour aider les plantes ligneuses indigènes à s'établir. Parce que les graminées sont si efficaces pour compenser la perte de leurs voisines, toute stratégie de gestion laissant même un quart de la population intacte peut échouer à libérer les ressources dont les espèces indigènes ont besoin pour survivre. Pour restaurer avec succès ces paysages dégradés, les données indiquent que les gestionnaires doivent probablement viser l'élimination complète des graminées envahissantes, du moins durant les étapes critiques de l'établissement des jeunes plants indigènes. Sans ce dégagement total, les envahisseurs restants se contenteront de croître plus largement, maintenant la même pression de compétition qui empêche le retour des arbustes indigènes.
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