Le mélange d’espèces favorise l’accumulation de biomasse végétale et le recyclage des nutriments dans les plantations forestières

Pourquoi le mélange des espèces d’arbres compte

Alors que les pays se précipitent pour replanter des forêts afin de stocker le carbone, protéger les sols et fournir du bois, la plupart des nouvelles plantations sont encore composées d’une seule espèce arborée, cultivée comme une culture en rangées. Cette étude pose une question simple mais cruciale, aux grandes implications pour le climat et la restauration des terres : les forêts composées de nombreuses espèces d’arbres fonctionnent-elles réellement mieux que les plantations monospecifices pour produire du bois, enrichir le sol et recycler les nutriments ? En rassemblant des milliers de comparaisons venues du monde entier, les auteurs fournissent l’une des réponses les plus nettes à ce jour — et elle plaide fortement en faveur de la diversité.

Plus d’espèces d’arbres, plus de masse vivante

Les chercheurs ont combiné 8 450 mesures appariées provenant de 328 études de terrain qui comparaient directement des plantations d’espèces mixtes avec des monocultures voisines cultivées dans les mêmes conditions. À travers les régions, les climats et les modes de gestion, les peuplements comportant plusieurs espèces d’arbres ont produit plus de matière végétale — ce que les scientifiques appellent la biomasse — que leurs homologues monospecifices. En moyenne, la biomasse végétale totale était d’environ un sixième supérieure dans les peuplements mixtes, avec des gains particulièrement marqués dans le bois et les feuilles des arbres. Les houppiers se sont étirés et élargis, les troncs se sont épaissis et la hauteur moyenne des arbres a légèrement augmenté, créant des canopées plus hautes et plus denses. Les arbustes de la strate intermédiaire se sont également développés, tandis que les herbacées du tapis forestier sont restées à peu près stables, ce qui suggère que la croissance supplémentaire s’est empilée verticalement plutôt que de simplement remplacer une strate par une autre.

Gains cachés sous le sol

Les avantages du mélange d’espèces se sont étendus au sol. Les arbres des plantations mixtes ont investi davantage dans les racines grossières et les souches, renforçant le soutien de leurs houppiers plus volumineux et ajoutant du carbone sous terre. Au niveau du peuplement, les sols sous les forêts mixtes contenaient plus de carbone organique, plus d’azote et davantage de phosphore et de potassium disponibles. La biomasse microbienne — représentant les petits organismes qui assurent la décomposition et le recyclage des nutriments — a également augmenté. L’abondance en azote et en potassium des litières foliaires et des débris tombés était plus élevée, alimentant un cycle où des débris de meilleure qualité stimulent une activité microbienne accrue, laquelle libère à son tour des nutriments utilisables par les plantes. Parallèlement, l’équilibre de base entre des éléments comme le carbone, l’azote et le phosphore dans le sol est resté stable, ce qui suggère que la fertilité a augmenté sans perturber l’équilibre chimique du système.

Où et quand le mélange fonctionne le mieux

Toutes les forêts mixtes n’ont pas été également performantes. L’analyse montre que les gains liés au mélange d’espèces étaient les plus marqués dans les climats chauds et humides, où les longues saisons de croissance et l’humidité suffisante permettent aux arbres de tirer pleinement parti de leurs traits complémentaires. Avec l’augmentation du nombre d’espèces d’arbres, les améliorations de la biomasse et des nutriments augmentaient généralement. D’autres facteurs suivaient des schémas plus en courbe. À basse et moyenne altitude, les bénéfices des mélanges étaient positifs mais s’affaiblissaient et pouvaient même devenir négatifs plus haut en montagne, où le froid limite la croissance. De même, les effets positifs sur la biomasse atteignaient un pic dans les peuplements d’âge moyen avant de décliner dans les forêts très âgées ou excessivement denses, où la compétition pour la lumière et les ressources du sol devient intense. Cela signifie que la diversité aide surtout lorsque le climat, l’âge du peuplement et la densité de plantation se situent dans des plages qui permettent aux espèces de partager les ressources plutôt que de se livrer une concurrence féroce.

Orienter une restauration forestière plus intelligente

En synthétisant des preuves à l’échelle des continents, cette étude montre que le mélange d’espèces d’arbres dans les plantations conduit généralement à des forêts qui produisent plus de bois, construisent des sols plus sains et recyclent les nutriments plus efficacement que les monocultures. Important pour les praticiens, ce travail précise également que « plus d’espèces » n’est pas une panacée en soi : les plus grands bénéfices surviennent lorsque des espèces fonctionnellement différentes sont combinées dans des climats et des structures de peuplement qui favorisent leur coopération. Pour les planificateurs concevant de nouvelles plantations ou restaurant des terres dégradées, le message est clair en termes concrets : une « équipe » d’espèces d’arbres pensée avec soin peut transformer les plantations en forêts plus autonomes, productives et résilientes, mieux à même de séquestrer le carbone et de maintenir des sols fertiles sur le long terme.

Citation: Zhang, H., Feng, H., Qu, X. et al. Species mixing promotes plant biomass accumulation and nutrient cycling in forest plantations. Commun Biol 9, 348 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09646-3

Mots-clés: plantations d’espèces mixtes, restauration forestière, recyclage des nutriments, biodiversité forestière, stockage du carbone