Comment le feu aide une forêt à résister à l'épreuve du temps

"D'accord, sortons"dit le superviseur de Duke Forest, Tom Craven.

C'est un matin frais de mars dans la division Durham de Duke Forest, juste à l'ouest du campus, et Craven dirige une équipe de 7 membres, vêtus d'une tenue de pompier jaune et de casques, jusqu'à l'extrémité sud d'une parcelle de pins largement espacés.

Cette histoire fait partie de la série de recherche sur le climat

Là, un rare peuplement d'arbres du sud autrefois omniprésents s'élève comme un gratte-ciel du sol, leurs troncs droits grimpant à 90 pieds vers les nuages.

Cet arbre imposant, le pin des marais, couvrait autrefois une grande partie du sud-est des États-Unis, mais il ne reste que des vestiges épars.

Quelques peuplements de pins des marais se trouvent dans Duke Forest. Mais pour les préserver, la forêt et ses partenaires font quelque chose qui peut sembler contre-intuitif : ils mettent le feu au sol de la forêt.

À l'aide d'une cartouche spéciale appelée torche goutte à goutte, Craven verse un mince filet de carburant sur le sol et l'allume. Les premières flammes du jour commencent à se glisser dans les sous-bois.

Planifier un brûlage est un travail complexe. Avant de mettre le feu au sol, le personnel considère des dizaines de variables, de l'humidité relative et de la vitesse du vent à l'humidité du sol.

Craven et la directrice exécutive de Duke Forest, Sara Childs, dirigent le feu au vent de l'endroit où il a commencé, faisant régulièrement des allers-retours avec leurs torches goutte à goutte pour tracer des lignes de feu sur le stand de 150 mètres de large.

Bientôt, des flammes orange crépitent et une fumée blanche s'élève dans la brise.

Le reste de l'équipage, quant à lui, travaille pour s'assurer que le feu reste dans certaines limites. Certains ratissent les aiguilles et les bâtons de pin loin des zones qu'ils ne veulent pas brûler pour priver le feu de carburant. D'autres font attention aux étincelles indisciplinées ou aux braises volantes qui pourraient provoquer des poussées loin du feu principal afin de pouvoir les éteindre rapidement avec un camion-citerne à eau qu'ils ont sous la main.

"La communauté de pins des marais dépend du feu", explique Craven. "Nous n'avons pas beaucoup de feuilles longues à Duke Forest, il est donc très important que nous brûlions pour maintenir ces communautés rares et promouvoir la régénération de nouveaux arbres à feuilles longues."

Avant la colonisation européenne, des incendies naturels déclenchés par la foudre balayaient périodiquement les forêts du sud. Les peuples autochtones brûlaient les sous-bois pour chasser le gibier et dégager des zones pour les cultures.

Lorsque les forêts de pins des marais ne sont pas brûlées, la litière de feuilles s'accumule sur le sol de la forêt et les graines ne peuvent pas prendre racine. Les plantes concurrentes telles que les feuillus et autres pins éclipsent les semis et ils ne peuvent pas obtenir la lumière du soleil dont ils ont besoin pour pousser.

Les arbres s'étendaient autrefois sur plus de 90 millions d'acres à travers la plaine côtière du Sud, de la Virginie au Texas. Des siècles de récolte, de développement et de suppression des incendies ont réduit l'étendue du pin à tel point qu'aujourd'hui, il reste moins de 3% de sa superficie d'origine.

Tout au long des années 1800, les pins des marais ont fourni du goudron, de la poix et de la térébenthine à l'industrie des magasins navals de la Caroline du Nord, d'où le surnom de "l'État de Tarheel". L'arbre est tellement lié à l'histoire de la Caroline du Nord que l'État est appelé "le pays du pin des marais" dans le toast officiel de l'État.

Ces pins Duke Forest ont été plantés dans les années 1930, dans les sols sablonneux des terres qui avaient été défrichées pour l'agriculture.

"Ce stand est emblématique", déclare Craven. "Des générations d'étudiants ont travaillé dans ce stand pour prendre des mesures d'arbres, pour en apprendre davantage sur l'écologie forestière. C'est un régal de continuer comme ça."

Une équipe dirigée par le professeur de sciences environnementales de Duke, Jim Clark, par exemple, a utilisé ce site et d'autres sites pour étudier comment la reproduction des arbres - la production de semences et le succès des semis - sera affectée par le changement climatique.

À mesure que le climat se réchauffe, les régions où les jeunes arbres peuvent confortablement pousser et passer les mois d'hiver se déplacent vers le nord. Duke Forest se trouve juste au nord-ouest de l'aire de répartition historique du pin des marais en Caroline du Nord. Mais maintenant, avec le changement climatique qui remodèle où les espèces peuvent vivre, c'est devenu un terrain d'essai pour voir comment cet arbre pourrait se comporter à l'avenir, déclare Jordan Luongo, directeur du laboratoire Clark. Si ce stand va se maintenir, cependant, ça va Au fur et à mesure que le brûlage progresse, Childs signale une douzaine de bébés arbres à longues feuilles qui poussent dans une brèche ensoleillée dans la forêt, notant qu'ils ont poussé depuis le dernier brûlage. Il n'y a pas grand-chose à voir pour le moment - juste des touffes d'aiguilles vertes ressemblant à de l'herbe qui sortent du sol. Mais pour Childs, ils sont un signe que la prochaine génération d'arbres à longues feuilles prend racine. En deux heures, le feu a balayé le site de 9 acres et les flammes se sont éteintes, laissant le sol de la forêt recouvert de frêne noir.

Les jeunes plantes telles que les pins à encens et les gaules de gomme douce seront tuées par l'incendie. Mais les semis et les arbres à longues feuilles survivront et rebondiront, protégés par leurs touffes d'aiguilles et leur armure d'écorce épaisse.

Plus de soleil tombera sur le sol de la forêt, et le sol nu riche en minéraux laissé par le feu ouvrira de l'espace pour aider à faire pousser de nouveaux arbres, dit Childs.

Après avoir éteint les derniers feux couvants, Craven rassemble l'équipage en cercle pour débriefer et passer en revue les événements de la journée.

"Nous allons avoir un stand plus ouvert pendant quelques années et donner aux petits semis à longues feuilles leur meilleure chance", déclare Craven.

"Bon travail à tous", déclare Childs.

Série : Campus comme laboratoire de rechercheUne série d'engagements pour le climat

Cette série s'aligne sur le Duke Climate Commitment, qui réunit les missions d'enseignement, de recherche, d'exploitation et de service public de l'université pour faire face à la crise climatique.