Tendances à long terme
Il existe des preuves que les déserts de Chihuahuan et de Sonoran étaient autrefois une prairie ou une prairie avec des arbustes épars (Buffington et Herbal 1965). Les feux de forêt naturels ont contribué à façonner les prairies désertiques du sud-ouest. Les éclairs des orages d’été et les feux allumés par les Amérindiens étaient courants avant les années 1900. La fréquence naturelle des feux pour ces prairies est estimée entre 10 et 20 ans et favorisait les herbes vivaces par rapport aux arbustes et aux cactus, contribuant ainsi à maintenir les prairies. Les impacts humains depuis la colonisation ont réduit la fréquence et la propagation des feux sauvages, permettant aux communautés actuelles d’être dominées par le mesquite (Prosopis spp.), le catclaw (Acacia spp.) ou le buisson de créosote avec des sous-bois de burro weed et de cactus (Opuntia) pour dominer les anciennes prairies désertiques, ce qui fait que ces communautés ressemblent plus étroitement aux communautés d’arbustes du désert (Robinett 1993).
La densité et la couverture du buisson de créosote sont généralement diminuées par les perturbations. Dans une comparaison entre la végétation sur des sites perturbés et non perturbés du désert de Mojave, le créosote bush était dominant sur tous les sites témoins et sous-dominant par rapport à la bursage blanche sur les sites perturbés. La succession dans le désert peut être décrite à l’aide de stratégies d’histoire de vie : les espèces ayant des taux de recrutement et de mortalité élevés, comme l’aulne blanc, sont dominantes au stade de la colonisation et les espèces ayant un recrutement et une mortalité faibles, comme le buisson de créosote, finissent par dominer le paysage, bien que les espèces colonisatrices restent généralement présentes.
Le recrutement du buisson de créosote est peu fréquent dans le désert de Mojave. Malgré l’abondance de zones potentiellement appropriées sous l’agrostide blanche, de jeunes buissons de créosote ont été trouvés sous seulement 1% de toute l’agrostide blanche. Les densités totales de jeunes buissons de créosote se situaient entre 12 et 15 plantes par hectare. La densité des plantes de bursage blanc était dix fois supérieure à celle des buissons de créosote. Bien que l’établissement de semis de créosote à grande échelle ne se produise pas après une perturbation, le créosote relictuel augmente généralement en taille par clonage. Le couvert du créosote bush peut croître jusqu’à dépasser de plus de six fois la couverture de la bursage blanche.
Le créosote bush présente une allélopathie médiée par les racines. Dans une étude de laboratoire, les racines d’essai du buisson de créosote ont poussé librement dans le sol occupé par les racines de l’euphorbe blanche, mais les racines d’essai de l’euphorbe blanche ont poussé à des taux réduits dans le sol occupé par le buisson de créosote. Les buissons de créosote matures peuvent être allélopathiques pour leurs propres semis, encourageant une structure communautaire ouverte.
Variations annuelles et saisonnières
Le buisson de créosote se feuillète en réponse aux pluies de printemps, d’été ou d’automne. Le créosote bush fleurit généralement en mai dans le désert de Mojave, mais il peut fleurir à tout moment de l’été s’il reçoit suffisamment de pluie. Dans le désert de Sonoran, la plupart des graines du créosote sont libérées en été, mais le créosote dans le désert de Chihuahuan ne libère pas ses graines avant l’automne. Les graines du buisson de créosote germent après les pluies de la mi-juin à la mi-septembre dans le désert de Mojave.
Le débourrement printanier du mesquite miel peut varier de six semaines d’une année à l’autre. Le débourrement dépend à la fois des périodes photo- et thermiques et se produit rarement avant que la dernière gelée de printemps soit passée ou que la photopériode dépasse 11,5 heures. Le Honey mesquite a apparemment un besoin de froid qui doit être satisfait avant que le débourrement ne se produise.
Après le débourrement, l’élongation des rameaux et la croissance des feuilles sont rapides et généralement terminées en environ 6 semaines. Le nouveau feuillage est généralement très dense après un printemps et un automne humides, mais le feuillage est moins produit si le printemps et l’automne précédents étaient secs. Les inflorescences émergent au printemps avec les feuilles. Lorsque les feuilles sont complètement déployées, les gousses de fruits miniatures ont commencé à se développer. Il faut deux à trois mois pour que les fruits mûrissent, et à la fin de l’été, ils tombent de la plante. Il est possible d’avoir plus d’une récolte de fruits par an, mais c’est rare. Parfois, une période humide à la fin de la saison de floraison provoque une poussée de croissance, produisant de nouvelles feuilles et fleurs et, par conséquent, une deuxième récolte de fruits. La floraison peut se produire jusqu’à quatre fois au cours d’une saison de croissance. La production de fleurs varie en fonction de la quantité d’humidité disponible dans le sol. Une floraison et une fructification importantes se produisent souvent lorsque l’humidité du sol est faible ; une humidité élevée du sol au moment de la floraison semble supprimer la production de fruits.
La chute des feuilles se produit généralement en novembre ou décembre et est souvent initiée par une gelée meurtrière ou l’enlèvement des feuilles par les insectes. Les plantes des populations nordiques présentent une dormance précoce et sont plus résistantes aux dommages causés par le gel que les plantes des populations méridionales.
Facteurs de perturbation
Incendie et invasion
Le créosote est mal adapté au feu en raison de sa capacité de germination limitée. Le créosote survit à certains incendies qui brûlent par endroits ou qui sont de faible gravité. Historiquement, des feux peu fréquents ont pu limiter l’invasion des prairies désertiques par le créosote.
La plupart des feux dans le désert sont peu fréquents et de faible gravité parce que la production d’herbes annuelles et pérennes fournit rarement une charge de combustible capable de soutenir le feu. Les communautés de buisson de créosote et d’aulne blanc ont été décrites comme « essentiellement ininflammables » parce que les arbustes sont trop clairsemés pour porter le feu. Le feuillage résineux du buisson de créosote, cependant, est très inflammable.
La saison de brûlage, la quantité de combustible, la température du feu et l’âge du buisson de créosote existant peuvent affecter la capacité du buisson de créosote à germer. Les chercheurs ont noté que le brûlage du créosote bush pendant différentes saisons au Santa Rita Experimental Range près de Tucson, AZ, a entraîné des différences significatives dans la production de germes. La plupart des pousses ont été produites après les feux de février et d’août. Les feux de juin et de juillet ont produit le moins de pousses. Le schéma saisonnier de la production de germes a suivi de près les tendances de la croissance des pousses terminales. La germination dans les buissons de créosote a diminué avec l’augmentation de la quantité de combustible et a diminué avec l’augmentation de la température du sol et de la durée du chauffage. Les jeunes plantes ont produit moins de germes après le brûlage que les plantes matures.
Les altérations des régimes de feu peuvent être particulièrement dommageables pour la durabilité de l’écosystème puisque les composants indigènes ont des adaptations et des traits spécifiques qui leur permettent de réussir sous un certain régime. Lorsque les régimes sont modifiés dans un sens ou dans l’autre, cela peut être catastrophique.
Historiquement, les incendies ont été relativement absents ou extrêmement rares dans le maquis de créosote, mais la fréquence et l’étendue ont augmenté de manière significative depuis les années 1950, alors que les herbes annuelles exotiques et les sources d’inflammation humaines sont devenues de plus en plus courantes.
A mesure que le feu devient plus commun dans le maquis de créosote, en particulier dans des zones localisées, ce type de perturbation modifie considérablement le paysage. Comme la plupart des composantes arbustives indigènes du maquis de créosote n’ont pas les traits qui permettent la résilience aux perturbations par le feu, les incendies peuvent entraîner des altérations durables de la végétation. En outre, les espèces envahissantes communes au désert, telles que Bromus madritensis, Schismus spp. et Erodium cicutarium, sont des adeptes agressifs du feu dans la saison de croissance qui suit immédiatement le feu ou, au moins, dépassent à nouveau leur abondance d’avant le feu dans les années qui suivent. Puisque ces herbes annuelles envahissantes sont également compétitives avec les arbustes matures, la combinaison du feu et de la suite particulière de plantes envahissantes sont des menaces pour les écosystèmes désertiques.
L’impact des feux multiples est particulièrement intéressant puisqu’un cycle herbe envahissante – feu a été signalé dans la végétation désertique du sud-ouest. Outre des preuves anecdotiques de la conversion du type en prairie annuelle envahissante à la suite d’incendies répétés, les exemples et les informations manquent dans la littérature sur les conséquences des incendies multiples sur les arbustes pérennes du créosote.
Les incendies ne sont pas considérés comme courants historiquement dans les déserts du sud-ouest, mais l’augmentation de leur étendue au cours des dernières décennies, en partie à cause du combustible fourni par les graminées annuelles non indigènes (par exemple, le brome rouge et le buffelgrass), ont des impacts économiques et environnementaux importants. Le feu a tué le charismatique arbre de Joshua (Yucca brevifolia) dans certaines zones du parc national de Joshua Tree en Californie et le célèbre cactus saguaro géant (Carnegiea gigantea) dans le parc national de Saguaro en Arizona. Les arbres de Josué et les saguaros ne sont pas considérés comme bien adaptés au feu (qui ne faisait pas partie de leur environnement évolutif), car le feu les tue facilement et ils repoussent rarement. Ces espèces ont souvent besoin de la protection (par exemple, l’ombrage) par la végétation existante (« plantes nourricières ») de l’environnement dur du désert pour la reproduction, de sorte que la régénération de nouveaux individus est lente parce que les plantes nourricières doivent d’abord s’établir après le feu.
Les herbes et les forbs annuels envahissants ont envahi les communautés d’arbustes du désert conduisant à une augmentation de la fréquence des incendies. De nombreuses espèces d’arbustes du désert ne sont pas tolérantes au feu. Le potentiel de changement de la composition des espèces dû à l’invasion des plantes annuelles est donc important. Des recherches ont montré que les herbes et les plantes fourragères envahissantes, y compris l’orpin (Erodium cicutarium) et la moutarde asiatique (Brassica tournefortii), peuvent toutes réduire individuellement l’abondance des plantes annuelles indigènes dans les environnements désertiques. Lorsque l’un de ces envahisseurs est éliminé, les espèces envahissantes restantes augmentent généralement. Des études menées en Californie ont permis de contrôler avec succès les plantes annuelles envahissantes après un incendie, ce qui a entraîné une augmentation de la couverture des plantes annuelles indigènes et de la richesse des espèces.
Pâturage
Le pâturage non contrôlé s’est produit sur ces étendues désertiques jusqu’en 1934, date à laquelle la loi sur le pâturage Taylor a été adoptée. En raison du pâturage intensif du bétail domestique, la composition végétale a changé. Dans de nombreuses zones, les espèces plus appétentes, comme la sauge noire, ont été éliminées. Une augmentation distincte du shadscale est survenue et l’introduction du chardon russe et de l’halogéton a eu lieu.
Sécheresse
Le créosote bush est sensible à la sécheresse sévère pendant les changements climatiques à court terme comme El Nino. Pendant les années sèches, le créosote bush subit un stress hydrique sévère et une défoliation subséquente. Les branches plus âgées ne produisent pas de nouveau feuillage, mais des pousses peuvent se produire. Le résultat cumulé d’El Nino peut être un dépérissement de 60 à 80 % des tiges. Le bois de tige mort reste debout dans la biomasse de l’arbuste pendant plusieurs années.
Humains
La circulation automobile, la construction et les activités minières sont une source de perturbation notamment pour les croûtes cryptogrammiques. En raison de leur nature fine et fibreuse, les croûtes cryptogrammiques (Fig. 5) sont des systèmes extrêmement fragiles ; une seule empreinte ou trace de pneu suffit à perturber la croûte du sol et à endommager les organismes. Alors que certaines espèces au sein du système de la croûte du sol peuvent repousser dans les quelques années qui suivent une perturbation, les dommages causés aux espèces à croissance lente peuvent nécessiter plus d’un siècle avant que la croûte délicate ne retrouve sa productivité antérieure.
La conversion de l’habitat naturel à des utilisations urbaines, suburbaines, industrielles et agricoles a entraîné et continuera probablement d’entraîner une vaste perte d’habitat. L’utilisation récréative croissante du désert entraîne des dommages à l’habitat et le déclin de certaines espèces. Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, la « ceinture solaire » du Sud-Ouest a connu la plus grande immigration de l’histoire humaine. En 1990, l’écorégion du désert de Sonoran comptait 6,9 millions de résidents, soit près du double de la population de 1970. La population devrait atteindre 12 millions de personnes d’ici 2020.
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