La restauration réussie des terres dégradées dépend souvent d'interventions opportunes pour contrôler les espèces envahissantes. Dans leur article récemment publié, Taylor et ses collègues présentent un étude de cas sur les effets de l'incorporation d'informations phénologiques dans les opérations de lutte contre les plantes invasives au Midway Atoll National Wildlife Refuge (NWR), États-Unis. Les auteurs partagent leur histoire ci-dessous.
Vers la fin avril, des millions d'oiseaux, y compris les parulines, les tanagers, les bruants, les gros-becs et les orioles, migrent vers le nord depuis leurs maisons d'hiver du sud vers leurs lieux de reproduction dans les régions tempérées et arctiques de l'Amérique du Nord.. Ce mouvement massif d'oiseaux – un phénomène naturel saisonnier – se produit avec un calendrier prévisible chaque année. Comme décrit par le USA National Phenology Network, phénologie est le calendrier de la nature. Et le timing est tout.
Phénologie, dans sa forme la plus simple, est l’étude du moment des événements périodiques et du cycle de vie de divers organismes, émergence des premières feuilles au printemps, la première apparition d'une espèce d'oiseau migrateur, ou la date à laquelle les feuilles d'un arbre à feuilles caduques changent de couleur à l'approche de l'hiver. Cependant, ces phénomènes sont très sensibles aux changements de climat, notamment de température. Ainsi, à mesure que le climat change, certains événements phénologiques se produisent plus tôt ou plus tard, ce qui peut entraîner des décalages entre les organismes, tels que asynchronie entre oiseaux migrateurs et verdissement printanier. Comprendre comment la phénologie végétale et animale réagit peut nous aider à prédire comment les populations d'espèces changeront avec le temps.
Sur Midway Atoll National Wildlife Refuge (qui abrite la plus grande colonie d'albatros du monde), nous avons également surveillé la phénologie – mais pas les événements périodiques tels que la migration des animaux. Au lieu de cela, nous avons étudié les événements du cycle de vie d'une espèce végétale envahissante. Mais pourquoi?
Une vue de la réserve nationale de faune de l'atoll de Midway, la plus grande colonie d'albatros du monde et abritant plus de 3 oiseaux de plus de 20 espèces différentes. Photo: Daniel Clark / US Fish and Wildlife Service
Malgré son éloignement, Midway a connu d'énormes changements au cours des 100 dernières années, à commencer par la construction duLe câble télégraphique des États-Unis à travers l'océan Pacifique au début du 20e siècle. Un port a été construit et des digues érigées; lorsque l'US Navy a pris le contrôle des îles en 1936, des casernes, des pistes et d'autres installations ont été construites – transformant physiquement les îles de l'atoll.
Les communautés végétales ont évolué et de nouvelles espèces ont été transportées sur l'atoll par ses habitants, parfois intentionnellement (par exemple, les légumes et les plantes ornementales) et parfois accidentellement. Une plante introduite en particulier, Golden Crownbeard (Verbesina encelioides), prospérait dans les sols sablonneux de Midway. En fait, cette espèce a si bien proliféré qu'elle a couvert plus de 60% de la superficie terrestre de Midway. Golden Crownbeard a poussé dans des peuplements denses, qui albatros et poussins gravement touchés.
Photos: (à gauche) Albatros de Laysan (Phoebastria immutabilis) avec Golden Crownbeard en arrière-plan en 2015; (au centre) Le botaniste Kim Starr parcourt un champ dense de Barbe-de-la-Couronne (Verbesina encelioides) lors d'un relevé sur l'atoll Midway NWR en 2008; (à droite) détail des fleurs Golden Crownbeard. Photos: forêt
Au fil des ans, le personnel du Refuge a essayé de nombreuses tactiques pour supprimer Golden Crownbeard, y compris des moyens mécaniques à grande échelle tels que la tonte. Divers mélanges d'herbicides ont également été testés et appliqués pour lutter contre cette mauvaise herbe. Ce n’est qu’il y a plusieurs années qu’un mélange d’herbicides plus efficace a été développé, mélange de glyphosate et Milestone (un herbicide de contrôle avant et après la levée). Ce mélange a non seulement tué les plantes Golden Crownbeard sur lesquelles il était appliqué, mais a également empêché les graines dans le sol de germer. Plus important encore, il a été jugé sûr pour une utilisation à proximité de la faune. Bien que ces efforts aient réduit la couverture de Golden Crownbeard à environ 1%, les efforts de contrôle ont été incroyablement longs et difficiles. Pour que les efforts d'éradication réussissent, une approche plus sophistiquée du contrôle serait nécessaire.
Golden Crownbeard se reproduit exclusivement par graines, que les plantes produisent après avoir traversé des phénophases végétatives et florifères. De plus, la plante est connue pour présenter de longues périodes de dormance des graines, puis réagir, croître et se développer rapidement à mesure que les conditions environnementales et climatiques deviennent favorables. Ainsi, pour un contrôle réussi et, finalement, une éradication, Golden Crownbeard ne devrait pas avoir la possibilité de produire et de disperser des graines mûres. D'un point de vue opérationnel, cela nécessite que les techniciens en contrôle des plantes envahissantes retournent dans les zones précédemment traitées en moins de temps qu'il ne faut pour qu'un semis atteigne sa maturité et laisse tomber ses graines. Combien de temps est-ce? Personne ne le sait vraiment et ce manque de connaissances a entravé les efforts de contrôle antérieurs.
Un seul capitule de Golden Crownbeard peut donner 300-350 graines; de plus, on ne sait pas combien de temps les graines peuvent rester dormantes avant de germer. Photo: forêt
En partenariat avec le USA National Phenology Network et leur programme de science citoyenne Carnet de la nature, nous avons documenté le moment des principaux événements du cycle de vie reproductif de Golden Crownbeard sur Midway Atoll NWR. Au cours d'un projet de surveillance d'un an, nous avons constaté qu'il a fallu en moyenne 76 jours à Golden Crownbeard pour passer des feuilles à la chute des graines, bien que le temps nécessaire varie au cours de l'année (plage: 31-175 jours). En conséquence, les calendriers de contrôle des plantes envahissantes ont été ajustés pour retraiter les zones infestées tous les 30 jours afin de contrôler les plantes avant qu'elles ne soient capables de disperser les graines.
En incorporant des informations phénologiques dans les opérations de contrôle des plantes envahissantes à Midway Atoll NWR, les efforts pour éradiquer Golden Crownbeard auront plus de chances de réussir. Des méthodes standardisées et bien testées, telles que celles développées par le USA National Phenology Network (USA-NPN), fournissent des outils utiles pour optimiser le calendrier des pratiques de gestion et un moyen de partager des données avec toute personne ayant accès à un ordinateur. Golden Crownbeard n'est pas seulement un problème à Midway; cette espèce envahissante a considérablement élargi sa gamme à travers l'Europe, l'Asie, l'Afrique et l'Australie. Nous espérons que la phénologie que nous avons apportée aux données NPN pourra aider à mieux informer la gestion de Golden Crownbeard non seulement à mi-chemin, mais aussi ailleurs.
Pour en savoir plus sur la façon dont la surveillance de la phénologie peut guider la gestion des plantes envahissantes, consultez notre article dans Solutions et preuves écologiques!
Lisez l'intégralité de la recherche: «Utilisation de données phénologiques pour améliorer le contrôle des espèces végétales envahissantes: étude de cas sur l'atoll de Midway NWR»Dans le numéro 1: 1 de Ecological Solutions and Evidence.
Ceci est le premier article «From Practice» publié dans notre nouvelle revue en libre accès,Solutions et preuves écologiques. Les articles From Practice fournissent aux praticiens un lieu pour communiquer des études de cas, appellent à de nouvelles approches pour traiter des problèmes persistants ou des perspectives sur des sujets de recherche pertinents pour la gestion. En savoir plus sur ESE et nos autres types d'articles dans notre Editorial.
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Cet article a été rédigé par AER