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Waxing and waning of forests: Late Quaternary biogeography of southeast Africa

Authors :
Anne-Marie Lézine
Sarah J. Ivory
Andrew S. Cohen
Annie Vincens
Ohio State University [Columbus] (OSU)
Department of Geosciences [PennState]
College of Earth and Mineral Sciences
Pennsylvania State University (Penn State)
Penn State System-Penn State System-Pennsylvania State University (Penn State)
Penn State System-Penn State System
Variabilité à long terme du climat de l'océan (VALCO)
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN)
Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
University of Arizona
US National Science Foundation–Earth System History Program. Grant Number: EAR‐0602350 International Continental Scientific Drilling Program National Science Foundation Graduate Research Fellowship. Grant Number: 2009078688
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Global Change Biology, Global Change Biology, Wiley, 2018, 24 (7), pp.2939-2951. ⟨10.1111/gcb.14150⟩, Global Change Biology, 2018, 24 (7), pp.2939-2951. ⟨10.1111/gcb.14150⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; African ecosystems are at great risk. Despite their ecological and economic importance, long‐standing ideas about African forest ecology and biogeography, such as the timing of changes in forest extent and the importance of disturbance, have been unable to be tested due to a lack of sufficiently long records. Here, we present the longest continuous terrestrial record of late Quaternary vegetation from southern Africa collected to date from a drill core from Lake Malawi covering the last ~600,000 years. Pollen analysis permits us to investigate changes in vegetation structure and composition over multiple climatic transitions. We observe nine phases of forest expansion and collapse related to regional hydroclimate change. The development of desert, steppe and grassland vegetation during arid periods is likely dynamically linked to thresholds in regional hydrology associated with lake level and moisture recycling. Species composition of these dryland ecosystems varied greatly and is unlike the vegetation found at Malawi today, with assemblages suggesting strong Somali‐Masai affinities. Furthermore, nearly all semiarid assemblages contain low forest taxa abundances, suggesting that moist lowland gallery forests formed refugia along waterways during arid times. When the region was wet, forests were species‐rich and very high afromontane tree abundances suggest frequent widespread lowland colonization by modern high elevation trees. Furthermore, species composition varied little amongst forest phases until ~80 ka when disturbance tolerant tree taxa characteristic of the modern vegetation increased in abundance. The waxing and waning of forests has important implications for understanding the processes that control modern tropical vegetation biogeography as well as the environments of early humans across Africa. Finally, this work highlights the resilience of montane forests during previous warm intervals, which is relevant for future climate change; however, we point to a fundamental shift in disturbance regimes which are crucial for the structure and composition of modern East African landscapes.

Details

Language :
English
ISSN :
13541013 and 13652486
Database :
OpenAIRE
Journal :
Global Change Biology, Global Change Biology, Wiley, 2018, 24 (7), pp.2939-2951. ⟨10.1111/gcb.14150⟩, Global Change Biology, 2018, 24 (7), pp.2939-2951. ⟨10.1111/gcb.14150⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....872beb6bc81966889c9df43462170836