- La surabondance du dioxyde de carbone peut déstructurer les forêts, pourtant importants puits de carbone, selon plusieurs études.
- Les lianes augmentent à mesure que ce gaz abonde qui réchauffe la température au-dessus de la terre, fragilisant les forêts, notamment quant à la séquestration du carbone.
- Mais d’autres expérimentations n’ont pas pu confirmer le rôle destructeur des lianes pour les forêts dans des contextes différents.
- Une évidence semble cependant se dégager de ces recherches à la limite contradictoires : les activités humaines perturbent la structure des forêts, pour mieux capter le carbone.
Lorsque les lianes abondent dans une forêt, elles peuvent avoir pour catalyseurs le carbone qui prolifère dans l’atmosphère. Les lianes finissent alors par constituer une « attaque » contre les arbres, d’après des études menées dans des forêts tropicales et équatoriales en Amérique latine, aux Etats-Unis et en Afrique centrale.
En 2011, par exemple, la recherche de Stefan Schnitzer de Marquette University de Wisconsin aux USA et Frans Bongers de Wageningen University, au Pays-Bas, publiée dans Ecology Letters, a constaté des changements structurels à grande échelle des forêts tropicales : avec l’abondance des lianes et de la biomasse des lianes.
Famille de végétaux comprenant près de 130 espèces, représentant entre 25 et 45 % de la richesse des espèces de certaines forêts tropicales, les lianes captent le carbone comme les autres végétaux et s’en nourrissent pour croître. On parle dans ce dernier cas de la fertilisation au CO₂, ce gaz à effet de serre responsable de près de 64 % de l’effet de réchauffement du climat en 2023, d’après l’Agence météorologique mondiale, dont le rôle peut parfois s’avérer néfaste pour les forêts. « Ce processus, lié à la photosynthèse pour les végétaux et à la décomposition de matière organique pour les sols, permet de contribuer à l’atténuation des effets liés aux changements climatiques », explique à Mongabay, Michel Mbumba, professeur d’agroforesterie à l’université de Kinshasa.
Un rôle négatif des lianes pour les forêts
Particulièrement observées dans les forêts secondaires ou perturbées, où elles modifient la croissance des arbres et la productivité des écosystèmes, d’après l’étude de Justin Becknell de Colby College à Waterville, aux Etats-Unis et ses collègues, la prolifération des lianes peut devenir perturbante. « Ce problème se pose particulièrement avec les lianes invasives dans les forêts comptant relativement peu d’espèces de lianes indigènes (par exemple, dans les forêts tempérées du nord-est des États-Unis, où les lianes invasives freinent la régénération des arbres) », explique à Mongabay, Susan Letcher, botaniste au College of the Atlantic (Etats-Unis).
À l’en croire, certaines études empiriques et expériences d’enrichissement en carbone à l’air libre, suggèrent qu’à des niveaux de CO₂ plus élevés, les lianes présentent une croissance plus rapide que les arbres coexistant.
Une étude ayant duré 11 ans à Guanacaste, au Costa Rica, sur la croissance des arbres et la présence de lianes, a documenté la diminution de la proportion d’arbres sans lianes. Cette même étude, publiée dans la revue Frontiers in Forests and Global Change, ayant couvert plus de 1 700 arbres dans des forêts en régénération d’âges différents, note également que le nombre d’arbres dont les lianes occupaient plus de 10 % de leur cime augmente. « Nous constatons également que les lianes affectent la croissance en diamètre des arbres », indiquent les auteurs.
Le rôle des lianes devient alors négatif, constatent en 2015, dans leur étude publiée dans la revue PNAS, pour leur part, Geertje van der Heijden du Département de biologie à l’université Marquette de Panama et ses collègues. « Nous démontrons ici, à travers une expérience de 3 ans, que les lianes réduisent considérablement l’absorption et le stockage du carbone au niveau de la forêt », écrivent ces auteurs.
En Afrique, dans le Parc national de Kahuzi Biega en République démocratique du Congo (RDC), une autre étude publiée en 2022, par IRD Editions, portant sur quatre espèces de lianes souligne « un taux de germination plus élevé sous canopée ouverte [du fait de la dégradation humaine de la forêt, Ndrl] que sous canopée fermée ».
Seulement, cette fois, les auteurs de cette étude remarquent que « la structure de la forêt (canopée ouverte) a un effet positif sur la germination des lianes ».
Cela veut dire que, lorsque se referme la canopée (c’est-à-dire l’espace supérieur des arbres formée par les feuillages), des lianes déclinent à cause du faible accès à la lumière.
Des lianes qui meurent plutôt que de prospérer : et le carbone ?
Si la fertilisation au CO₂ contribue à la productivité végétale à court terme, indique, par ailleurs, une récente étude de Lapola et ses collègues (chercheur au Centre de recherche météorologique et climatique de l’université de Campinas au Brésil), ses effets ne sont pas toujours bénéfiques pour les forêts en situation de surabondance de dioxyde de carbone.
Malgré la basse intensité, d’après cette même étude, l’excès de CO2 induit une dégradation progressive des forêts dans le monde. Cet excès suscite moins de vapeur d’eau par les plantes et donc moins d’humidité dans l’atmosphère, provoquant moins de nuages, moins de pluies et plus de stress hydrique et de mortalité des arbres, selon la même étude.
Mais la prolifération des lianes ne se confirme pas dans certaines expérimentations réalisées dans certains contextes.
Par exemple, dans la réserve congolaise à Okapi (Parc national de Garamba) située en Ituri, dans le nord-est de la RDC, Frans Bongers et ses collègues, ont suggéré dans leur étude le déclin des lianes.
Cette étude, publiée en 2020, dans la revue Ecology, a consisté en un suivi de plus de 17 000 tiges représentant 87 espèces dominantes. De 15 007 en 1994, les tiges sont passées à 11 090 en 2001, puis à 9 978 en 2007, soit une baisse de 33 % sur 13 ans, avec plus de la moitié des espèces observées présentant un déclin significatif, indique l’étude.
Cette étude n’établit cependant pas de lien clair sur le fonctionnement des lianes étudiées. Les auteurs suggèrent en revanche des liens avec des causes locales telles que la disparition des éléphants, suite aux guerres successives et au braconnage dans l’Est de la RDC, ainsi que la fermeture de la canopée privant les lianes de lumières.
Bongers et ses collègues ouvrent alors une perspective différente de celles réalisées en Amazonie et dans les forêts tempérées, notamment sur la fertilisation par le carbone. « Dans notre forêt, la plupart des espèces de lianes étaient en déclin, et l’intensité de la fertilisation était indépendante du taux de croissance. La fertilisation est peut-être trop faible dans cette région forestière. Il est également possible que les espèces de lianes ne réagissent pas assez rapidement », écrivent-ils.
Dans le même ordre d’idées, une autre étude de Masumbuko et ses collègues, publiée en 2020, par IRD Editions, n’a pas établi que l’augmentation du carbone défavorise les arbres au profit des lianes.
Impact humain sur la dégradation des forêts
Même si les scientifiques invitent à la prudence quant aux liens de cause à effet entre prolifération du carbone, l’abondance des lianes et la perturbation des puits carbones forestiers, il apparaît que l’action humaine transforme les forêts.
L’étude de l’équipe de Bongers, par exemple, suggère que la disparition des espèces fauniques comme les éléphants, pourrait expliquer la disparition des lianes. Puisque, comme l’explique la botaniste Susan Letcher, à Mongabay, les lianes « fournissent d’importantes ressources alimentaires à la faune sauvage, des insectes aux oiseaux en passant par les primates, et contribuent à la diversité structurelle des forêts. Elles relient les cimes des arbres et assurent la connectivité de la canopée. En général, les lianes sont plus répandues dans les forêts humides/sèches que dans les forêts humides ».
La solution face à la prolifération des lianes, selon Letcher est la prévention. « Nous avons besoin d’une meilleure réglementation du commerce horticole, d’une meilleure formation des propriétaires et des gestionnaires fonciers, et d’une meilleure communication à mesure que les espèces envahissantes se propagent dans un paysage (par exemple, vers le nord dans la zone tempérée suite au réchauffement climatique), car la lutte est plus facile à mener lorsque les populations sont petites », dit Letcher.
Cette dernière pense également qu’il y a besoin aujourd’hui de développer de meilleures méthodes d’évaluation d’invasion réelle des lianes à l’échelle des paysages. Puisque, comme le suggère une étude publiée dans la revue Biotropica, en 2013, sur l’évolution des populations de lianes dans des portions d’anciennes forêts de la Station biologique La Selva au Costa Rica, à laquelle elle a participé, certains phénomènes méritent d’être observés aussi à long terme.
Un tel procédé a permis de voir que des branches d’arbres tombaient, emportant leurs lianes associées, qui s’enracinaient dans les parcelles, et apparaissaient lors du recensement comme de nouveaux individus. « En d’autres termes, ce que nous avons observé n’était pas tant une différence de biomasse de lianes qu’une différence de détectabilité de la biomasse de lianes lors d’une étude au sol. Si nous avions eu un intervalle de recensement plus long ou si nous avions simplement traité ces tiges comme des recrues, cela aurait semblé être une augmentation massive de la biomasse », explique Letcher.
Letcher prévient alors, qu’il est nécessaire qu’une telle étude soit répliquée dans d’autres systèmes, avec l’utilisation de nouvelles technologies utilisant des drones et la télédétection, pour comprendre les changements à échelle moyenne de la structure de la canopée et de la prévalence des lianes.
Image de bannière : Une liane aux alentours du sanctuaire de Dassa-Zoumé au Bénin. Image de Loic Pinseel via Flickr (CC BY-NC-ND 2.0).
Citations :
Masumbuko Ndabaga, C., Lejoly, J. & al. (2022). « Chapitre 29. Lianes indigènes du parc national de Kahuzi-Biega, République démocratique du Congo », in Biodiversité des écosystèmes intertropicaux, edited by Jean-Pierre Profizi et al., IRD Éditions, https://doi.org/10.4000/books.irdeditions.41737.
Yorke, R. S., Schnitzer, S. A. & al. (2013). « Increasing Liana Abundance and Basal Area in a Tropical Forest : The Contribution of Long-distance Clonal Colonization », in Biotropica, n°3, Vol.46, 201 https://doi.org/10.1111/btp.12015
Bongers, F., Ewango, C. E. N. & al. (2020). « Liana species decline in Congo basin contrasts with global patterns », in Ecology, n°101(5). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7317384/pdf/ECY-101-e03004.pdf
Lapola, D. M., Blanco, C. & al. « Not just semantics : CO2 fertilization can be a disturbance leading to worldwideforest degradation », in Plants, People, Planet, n°7(3), 2026, https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/ppp3.10601
Van der Heijden, M. F. G., Vargas, G. & al. « Lianas reduce carbon accumulation and storage in tropical forests », in PNAS, n°43, Vol.112. https://www.pnas.org/doi/pdf/10.1073/pnas.1504869112
Becknell, M. J. & al. (2022). « Increasing Liana Abundance and Associated Reductions in Tree Growth in Secondary Seasonally Dry Tropical Forest », in Frontiers in Forests and Global Change, Vol. 5, https://doi.org/10.3389/ffgc.2022.838357
Schnitzer, A. S. & Bongers F. (2011). « Increasing liana abundance and biomass in tropical forests : emerging patterns and putative mechanisms », in Ecology Letters, n°4, vol. 14. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2011.01590.x
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