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25.09.2017

Les champignons sont très sensibles à un réchauffement du climat

Stillberg
Frank Hagedorn (debout) et son équipe ont posé des câbles chauffants sur le sol au Stillberg près de Davos (cliquez sur la photo pour l'agrandir). Photo: Nick Dawes / SLF
 
Heizkabel
Après la suppression de la végétation, les câbles chauffants (noirs) sont à nouveau visibles (cliquez sur la photo pour l'agrandir). Photo: Frank Hagedorn / WSL
 
Hygrophorus speciosus Peck
L’Hygrophorus speciosus Peck a pratiquement disparu suite au réchauffement artificiel (cliquez sur la photo pour l'agrandir). Photo: Gianfelice Lucchini, Gentilino (TI)
 
Lactarius rufus
Cette espèce de champignon profite du réchauffement et devient plus fréquente: le lactaire roux (Lactarius rufus, cliquez sur la photo pour l'agrandir). Photo: François Ayer / WSL
 
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Le réchauffement climatique va modifier la diversité des champignons dans le sol, notamment sur les sites froids, par exemple à la limite altitudinale de la forêt. Telles sont les conclusions d’une étude menée pendant six ans par une équipe de chercheurs de l’Institut fédéral de recherches WSL. Un nouvel équilibre entre les espèces de champignons modifiera aussi vraisemblablement les cycles des nutriments dans l’écosystème.

Lorsque les températures augmentent sous l’effet des changements climatiques, le sol se réchauffe également, avec des conséquences pour les champignons. Des chercheurs du WSL ont étudié ce processus en réchauffant pendant six ans le sol de 4 °C dans des forêts de mélèzes et de pins de montagne, sur le Stillberg à Davos (GR). Pour simuler cette hausse de température, qui correspond au réchauffement attendu d’ici 2070, ils ont posé des câbles de chauffage dans la couche superficielle organique du sol de 20 parcelles expérimentales.

Les études ADN des échantillons de sol et des carpophores ont montré que la composition des espèces de champignons a évolué avec le réchauffement. L’un d’entre eux, Hygrophorus speciosus Peck, a pratiquement disparu. D’autres espèces comme le lactaire roux (Lactarius rufus) et le mycène à pied laiteux (Mycena galopus) ont profité du réchauffement et sont devenues plus fréquentes. Sur les 20 parcelles non chauffées, les chercheurs n’ont pas constaté de changements.

Un surplus d’azote ne plaît pas à tout le monde

La raison des modifications dans le sol est vraisemblablement moins le réchauffement lui-même que la disponibilité accrue en azote qui lui est liée. Les températures plus élevées ont rendu plus actifs les micro-organismes dans le sol, lesquels ont décomposé plus d’humus et libéré deux fois plus d’azote que sur les parcelles non chauffées. Les champignons gourmands en azote comme le lactaire roux (Lactarius rufus) ont donc pu se multiplier plus rapidement que les autres. La vitesse à laquelle les conditions ont évolué dans le sol a surpris les chercheurs : « Nous ne nous attendions pas à ce que le réchauffement modifie aussi nettement et dans un laps de temps relativement court la composition en espèces », confirme Frank Hagedorn, géo-écologue au WSL et directeur de l’étude. « Nos résultats montrent que les champignons réagissent de manière très sensible aux modifications environnementales  ».

Dans les sols sous les mélèzes, les modifications ont été plus marquées que sous les pins de montagne. Cela s’explique par le fait que chaque essence est associée à certaines espèces de champignons. De plus, la composition des matériaux du sol organique est différente sous les mélèzes et sous les pins de montagne.

Les résultats montrent qu’une hausse supplémentaire des températures modifiera très probablement les processus et cycles de nutriments dans le sol. Cela s’applique notamment aux sites froids comme la limite altitudinale de la forêt, où les arbres n’avaient jusqu’ici que peu d’azote à disposition. En outre, les sols s’assèchent avec le réchauffement climatique. Les plantes, mais aussi les champignons et organismes dans le sol, disposent certes de plus d’azote, mais de moins d’eau, ce qui modifie les interactions entre les arbres, les champignons et le sol.

Le « Stillberg » près de Davos (GR) est l’une des parcelles de l’Institut fédéral de recherches WSL les mieux étudiées. Ce versant, reboisé systématiquement en 1975 avec des arolles, des pins de montagne et des mélèzes, donne depuis des informations sur l’impact à long terme de différents facteurs environnementaux à la limite de la forêt alpine. Depuis quelques années, certains arbres du Stillberg ont été exposés à des expérimentations de concentrations élevées de CO2 et ont été réchauffés. Ainsi le Stillberg devient progressivement un champ d’expérimentation pour répondre aux questions relatives aux changements climatiques.

Publications originale:

Solly, E.F., Lindahl, B.D., Dawes, M.A., Peter, M. Souza, R.C., Rixen, C. Hagedorn, F. (2017) Experimental soil warming shifts the fungal community composition at the alpine treeline. New Phytologist 215: 766–778; doi: 10.1111/nph.14603

Dawes MA, Schleppi P, Hättenschwiler S, Rixen C, Hagedorn F (2017) Soil warming opens the nitrogen cycle at treeline. Global Change Biology 23, 421-434, doi: 10.1111/gcb.13365

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