• Energy Research

AbstractPaleoenvironmental studies are essential to understand biodiversity changes over long timescales and to assess the relative importance of anthropogenic and environmental factors. Sedimentary ancient DNA (sedaDNA) is an emerging tool in the field of paleoecology and has proven to be a complementary approach to the use of pollen and macroremains for investigating past community changes. SedaDNA‐based reconstructions of ancient environments often rely on indicator taxa or expert knowledge, but quantitative ecological analyses might provide more objective information. Here, we analysed sedaDNA to investigate plant community trajectories in the catchment of a high‐elevation lake in the Alps over the last 6400 years. We combined data on past and present plant species assemblages along with sedimentological and geochemical records to assess the relative impact of human activities through pastoralism, and abiotic factors (temperature and soil evolution). Over the last 6400 years, we identified significant variation in plant communities, mostly related to soil evolution and pastoral activities. An abrupt vegetational change corresponding to the establishment of an agropastoral landscape was detected during the Late Holocene, approximately 4500 years ago, with the replacement of mountain forests and tall‐herb communities by heathlands and grazed lands. Our results highlight the importance of anthropogenic activities in mountain areas for the long‐term evolution of local plant assemblages. SedaDNA data, associated with other paleoenvironmental proxies and present plant assemblages, appear to be a relevant tool for reconstruction of plant cover history. Their integration, in conjunction with classical tools, offers interesting perspectives for a better understanding of long‐term ecosystem dynamics under the influence of human‐induced and environmental drivers.

Cette étude reconstruit et interprète l'évolution de l'aire de répartition du cèdre de l'Atlas dans le nord du Maroc au cours des 9 000 dernières années. Une synthèse des enregistrements de pollen fossile a indiqué que les cèdres de l'Atlas occupaient une aire de répartition plus large à des altitudes plus basses au milieu de l'Holocène qu'aujourd' hui. L'expansion géographique du milieu de l'Holocène reflétait de faibles températures hivernales et une disponibilité en eau plus élevée sur toute la gamme des montagnes du Rif par rapport aux conditions modernes. Une tendance à l'augmentation de l'aridité observée après 6000 ans BP a progressivement réduit l'aire de répartition du cèdre de l'Atlas et a incité sa migration vers des élévations supérieures à 1400 masl. Pour évaluer l'impact du changement climatique sur les populations de cèdres au cours des dernières décennies, nous avons effectué une simulation de modèle transitoire pour la période comprise entre 1960 et 2010. Notre simulation a montré que l'aire de répartition du cèdre de l'Atlas a diminué d'environ 75 % au cours des 50 dernières années et que les populations orientales de l'aire de répartition dans les montagnes du Rif étaient encore plus menacées par le manque global de disponibilité en eau que les populations occidentales. Aujourd'hui, les populations de cèdres de l'Atlas dans les montagnes du Rif persistent dans des zones restreintes et isolées (Jbel Kelti, Talassemtane, Jbel Tiziren, Oursane, Tidighine) que nous considérons comme des microrefuges modernes. La conservation de ces populations isolées est essentielle pour la survie future de l'espèce, la préservation des polymorphismes et le potentiel de rétablissement des populations dans différentes conditions climatiques. Este estudio reconstruye e interpreta el rango cambiante del cedro del Atlas en el norte de Marruecos durante los últimos 9.000 años. Una síntesis de los registros de polen fósil indicó que los cedros del Atlas ocupaban un rango más amplio en altitudes más bajas durante el Holoceno medio que en la actualidad. La expansión geográfica del Holoceno medio reflejó bajas temperaturas invernales y una mayor disponibilidad de agua en toda la cordillera del Rif en relación con las condiciones modernas. Una tendencia de aumento de la aridez observada después de 6000 años BP redujo progresivamente el rango del cedro del Atlas y provocó su migración hacia elevaciones superiores a 1400 msnm. Para evaluar el impacto del cambio climático en las poblaciones de cedros en las últimas décadas, realizamos una simulación de modelo transitorio para el período comprendido entre 1960 y 2010. Nuestra simulación mostró que el rango del cedro del Atlas disminuyó en aproximadamente un 75% en los últimos 50 años y que las poblaciones orientales del rango en las montañas del Rif estaban aún más amenazadas por la falta general de disponibilidad de agua que las occidentales. Hoy en día, las poblaciones de cedro del Atlas en las montañas del Rif persisten en áreas restringidas y aisladas (Jbel Kelti, Talassemtane, Jbel Tiziren, Oursane, Tidighine) que consideramos micro-refugios modernos. Conservar estas poblaciones aisladas es esencial para la supervivencia futura de la especie, preservando los polimorfismos y el potencial de recuperación de la población en diferentes condiciones climáticas. This study reconstructs and interprets the changing range of Atlas cedar in northern Morocco over the last 9,000 years. A synthesis of fossil pollen records indicated that Atlas cedars occupied a wider range at lower elevations during the mid-Holocene than today. The mid-Holocene geographical expansion reflected low winter temperatures and higher water availability over the whole range of the Rif Mountains relative to modern conditions. A trend of increasing aridity observed after 6000 years BP progressively reduced the range of Atlas cedar and prompted its migration towards elevations above 1400 masl. To assess the impact of climate change on cedar populations over the last decades, we performed a transient model simulation for the period between 1960 and 2010. Our simulation showed that the range of Atlas cedar decreased by about 75% over the last 50 years and that the eastern populations of the range in the Rif Mountains were even more threatened by the overall lack of water availability than the western ones. Today, Atlas cedar populations in the Rif Mountains are persisting in restricted and isolated areas (Jbel Kelti, Talassemtane, Jbel Tiziren, Oursane, Tidighine) that we consider to be modern microrefugia. Conservation of these isolated populations is essential for the future survival of the species, preserving polymorphisms and the potential for population recovery under different climatic conditions. تعيد هذه الدراسة بناء وتفسير النطاق المتغير لأرز الأطلس في شمال المغرب على مدار الـ 9000 عام الماضية. أشار توليف لسجلات حبوب اللقاح الأحفورية إلى أن أرز الأطلس احتل نطاقًا أوسع على ارتفاعات أقل خلال منتصف عصر الهولوسين مما هو عليه اليوم. يعكس التوسع الجغرافي في منتصف العصر الهولوسيني انخفاض درجات الحرارة في فصل الشتاء وزيادة توافر المياه على نطاق كامل من جبال الريف بالنسبة للظروف الحديثة. أدى اتجاه الجفاف المتزايد الذي لوحظ بعد 6000 عام من BP إلى تقليل نطاق أرز الأطلس تدريجياً ودفع هجرته نحو ارتفاعات فوق 1400 مل. لتقييم تأثير تغير المناخ على تجمعات الأرز على مدى العقود الماضية، أجرينا محاكاة نموذجية عابرة للفترة بين عامي 1960 و 2010. أظهرت محاكاتنا أن نطاق أرز الأطلس انخفض بنحو 75 ٪ على مدى السنوات الخمسين الماضية وأن السكان الشرقيين للنطاق في جبال الريف كانوا أكثر عرضة للتهديد بسبب النقص العام في توافر المياه من السكان الغربيين. اليوم، تستمر مجموعات أرز الأطلس في جبال الريف في المناطق المحظورة والمعزولة (جبل كلتي، تلسمتان، جبل تيزيرين، أورسان، تيديجين) التي نعتبرها ملاذًا دقيقًا حديثًا. يعد الحفاظ على هذه التجمعات المعزولة أمرًا ضروريًا لبقاء الأنواع في المستقبل، والحفاظ على تعدد الأشكال وإمكانية تعافي التجمعات في ظل ظروف مناخية مختلفة.

AbstractAssessing biodiversity loss and species extinction is necessary to warn society and raise awareness of the impacts of ongoing climate change. Prioritizing protected areas is the pragmatic and applicable management measure under the pressure of ongoing climate change and limited resources to conserve species at risk of extinction. We developed a novel conservation index (CI) to prioritize areas and populations of an endangered mountain tree species that need protection in the face of ongoing climate change, as conservation of all populations may not be realistic. This CI integrates (1) mountain topography to identify potential refugial areas with suitable microclimates, (2) genetic diversity to assess the adaptive capacity of local populations, and (3) hypothetical climate change in the species' range. We applied this CI to Atlas cedar, an endemic and threatened species whose populations are scattered throughout the Moroccan mountains. This index provided a scale for 33 populations studied and suggests that genetically diverse populations located in rugged areas where future local climate may overlap with their current climatic niche should receive a higher conservation priority. This index may also be applicable to other mountain species with scattered populations and is likely to be more accurate if more precise climate data are used at the microrefugia scale.