Biomasse aérienne en plantations d'arbres tropicaux

La déforestation effectuée dans l'optique d'une récolte de bois par l'industrie forestière ou afin d'augmenter la superficie des champs pour l'agriculture est en constante progression dans le monde et amène bien des problèmes environnementaux qui passent de la dégradation du sol, à la diminution de la biodiversité et aux changements climatiques. Il est donc urgent de prendre les mesures qui s'imposent pour contrer ce problème. Une des solutions préconisées actuellement est l'établissement de plantation d'arbres pour le bénéfice de la restauration du sol et de la production commerciale de bois. Ce type de plantation, en région tropicale, est principalement effectué en monoculture d'espèces d'arbres exotiques. Au Panama, en 2003, 89% des arbres en plantation provenaient de quelques genres exotiques seulement. Il y a donc à craindre quant à l'impact sur la biodiversité de ce type de reforestation en plus de ne pas toujours être bien adapté aux conditions du milieu. Il y a donc encore beaucoup de recherche à faire afin de trouver des solutions pertinentes à ces problématiques. Le projet PRORENA est une vaste étude cherchant, par la plantation d'espèces indigènes du Panama, à développer les connaissances touchant les espèces indigènes et leurs comportements en plantation. Le cadre de ce projet était particulièrement intéressant pour effectuer une étude portant sur la caractérisation de la croissance de ces espèces afin de mieux connaître leur autoécologie. L'apport de connaissances dans ce domaine permettra d'aider les propriétaires terriens à faire un choix plus éclairé des espèces les plus intéressantes pour la reforestation en fonction des objectifs visés. Ce projet de recherche visait donc à déterminer l'allométrie de l'allocation de la biomasse des arbres afin de mieux connaître l'autoécologie des espèces étudiées. Nous cherchions donc à mieux comprendre où se dirigent les ressources des arbres afin de faire un choix d'espèces éclairé lors de l'installation d'une nouvelle plantation et dans quelles proportions cette allocation change en fonction de la taille des individus, mais aussi en fonction de l'environnement (disponibilité des ressources, principalement l'eau) et en fonction des groupes fonctionnels. Pour ce faire, la récolte destructive de la biomasse aérienne des arbres a été effectuée pour 21 espèces d'arbres indigènes et 2 espèces exotiques. Cet échantillonnage nous a permis de comparer l'accumulation totale de biomasse aérienne entre les espèces, de même que de comparer la croissance entre deux sites présentant un gradient de précipitation et de richesse du sol. Ce projet a aussi permis de comparer la distribution de la biomasse entre les feuilles, les branches et le tronc en fonction des espèces et des sites et de déterminer si une relation allométrique simple peut être établie entre la biomasse totale et des mesures de taille comme le diamètre à la base de l'arbre et la hauteur. Par ailleurs, le manque d'informations sur les traits fonctionnels des espèces étudiées ne nous a pas permis d'aborder le sujet lors des analyses. Le taux de croissance des arbres varie grandement entre les espèces. Pour le tiers des espèces étudiées, l'accumulation de la biomasse aérienne est plus rapide au site plus humide et permet de penser que pour ces espèces, le choix du site semble important afin d'obtenir une croissance optimale. Certaines espèces indigènes performent aussi bien, sinon mieux que les espèces exotiques étudiées. Il est important de noter que l'allocation de la biomasse aux racines n'a pas été étudiée. Il est fort probable que la longueur de la saison sèche à Rio Hato influence positivement la croissance racinaire au détriment de la croissance aérienne et qu'il soit possible d'observer ces différences au niveau des traits étudiés. L'étude des relations entre les ratios longueur de la couronne:diamètre de la couronne et longueur de la couronne:hauteur totale et la taille soulignent l'importance de retirer cet effet afin de comparer les sites principalement à cause de la présence d'espèces aux tailles très variées. Lorsque ces ratios sont corrigés, nous observons un effet de l'espèce très prononcé. Par ailleurs, ces traits qui diffèrent entre les sites pour certaines espèces sont plus grands à Soberania. Finalement, il y a une relation importante entre le diamètre à la base de l'arbre, mesure simple de croissance, et la biomasse totale ce qui permet de déterminer l'accumulation de la biomasse aérienne pour n'importe quelle espèce d'arbre dans des conditions environnementales très différentes en termes de précipitation et de richesse du sol au Panama. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Biomasse aérienne, Plantation d'arbres, Gradient de précipitation, Tropiques, Transformation d'Aitchison

Biomass distribution among tropical tree species grown under\ud differing regional climates

In the Neotropics, there is a growing interest in establishing plantations of native tree species for commerce, local consumption, and to replant on abandoned agricultural lands. Although numerous trial plantations have been established, comparative information on the performance of native trees under different regional environments is generally lacking. In this study, we evaluated the accumulation and partitioning of above-ground biomass in 16 native and two exotic tree species growing in replicated species selection trials in Panama under humid and dry regional environments. Seven of the 18 species accumulated greater total biomass at the humid site than at the dry site over a two-year period. Species specific biomass partitioning among leaves, branches and trunks was observed. However, awide range of total biomass found among species (from 1.06 kg for Dipteryx panamensis to 29.84 kg for Acacia mangium at Soberania) justified the used of an Aitchison log ratio transformation to adjust for size. When biomass partitioning was adjusted for size, a majority of these differences proved to be a result of the ability of the tree to support biomass components rather than the result of differences in the regional environments at the two sites. These findings were confirmed by comparative ANCOVAs on Aitchison-transformed and non-Aitchison-transformed variables. In these comparisons, basal diameter, height and diameter at breast height were robust predictors of biomass for the pooled data from both sites, but Aitchison-transformed\ud variables had little predictive power

Between but not within species variation in the distribution of fitness effects

New mutations provide the raw material for evolution and adaptation. The distribution of fitness effects (DFE) describes the spectrum of effects of new mutations that can occur along a genome, and is therefore of vital interest in evolutionary biology. Recent work has uncovered striking similarities in the DFE between closely related species, prompting us to ask whether there is variation in the DFE among populations of the same species, or among species with different degrees of divergence, i.e., whether there is variation in the DFE at different levels of evolution. Using exome capture data from six tree species sampled across Europe we characterised the DFE for multiple species, and for each species, multiple populations, and investigated the factors potentially influencing the DFE, such as demography, population divergence and genetic background. We find statistical support for there being variation in the DFE at the species level, even among relatively closely related species. However, we find very little difference at the population level, suggesting that differences in the DFE are primarily driven by deep features of species biology, and that evolutionarily recent events, such as demographic changes and local adaptation, have little impact

Respiratory support in patients with severe COVID-19 in the International Severe Acute Respiratory and Emerging Infection (ISARIC) COVID-19 study: a prospective, multinational, observational study

Background: Up to 30% of hospitalised patients with COVID-19 require advanced respiratory support, including high-flow nasal cannulas (HFNC), non-invasive mechanical ventilation (NIV), or invasive mechanical ventilation (IMV). We aimed to describe the clinical characteristics, outcomes and risk factors for failing non-invasive respiratory support in patients treated with severe COVID-19 during the first two years of the pandemic in high-income countries (HICs) and low middle-income countries (LMICs). Methods: This is a multinational, multicentre, prospective cohort study embedded in the ISARIC-WHO COVID-19 Clinical Characterisation Protocol. Patients with laboratory-confirmed SARS-CoV-2 infection who required hospital admission were recruited prospectively. Patients treated with HFNC, NIV, or IMV within the first 24 h of hospital admission were included in this study. Descriptive statistics, random forest, and logistic regression analyses were used to describe clinical characteristics and compare clinical outcomes among patients treated with the different types of advanced respiratory support. Results: A total of 66,565 patients were included in this study. Overall, 82.6% of patients were treated in HIC, and 40.6% were admitted to the hospital during the first pandemic wave. During the first 24 h after hospital admission, patients in HICs were more frequently treated with HFNC (48.0%), followed by NIV (38.6%) and IMV (13.4%). In contrast, patients admitted in lower- and middle-income countries (LMICs) were less frequently treated with HFNC (16.1%) and the majority received IMV (59.1%). The failure rate of non-invasive respiratory support (i.e. HFNC or NIV) was 15.5%, of which 71.2% were from HIC and 28.8% from LMIC. The variables most strongly associated with non-invasive ventilation failure, defined as progression to IMV, were high leukocyte counts at hospital admission (OR [95%CI]; 5.86 [4.83–7.10]), treatment in an LMIC (OR [95%CI]; 2.04 [1.97–2.11]), and tachypnoea at hospital admission (OR [95%CI]; 1.16 [1.14–1.18]). Patients who failed HFNC/NIV had a higher 28-day fatality ratio (OR [95%CI]; 1.27 [1.25–1.30]). Conclusions: In the present international cohort, the most frequently used advanced respiratory support was the HFNC. However, IMV was used more often in LMIC. Higher leucocyte count, tachypnoea, and treatment in LMIC were risk factors for HFNC/NIV failure. HFNC/NIV failure was related to worse clinical outcomes, such as 28-day mortality. Trial registration This is a prospective observational study; therefore, no health care interventions were applied to participants, and trial registration is not applicable

The value of open-source clinical science in pandemic response: lessons from ISARIC

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