Le réchauffement climatique rend les forêts plus vulnérables. © DRPL, Adobe Stock

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Le réchauffement climatique rend les forêts plus jeunes et les arbres plus petits

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On parle souvent de l'impact des arbres -- et des forêts -- sur le réchauffement climatique. Moins souvent de l'impact du réchauffement climatique sur les arbres -- et les forêts. Aujourd'hui, une étude révèle que les changements environnementaux en cours partout dans le monde transforment nos forêts - et avec elles leurs écosystèmes. Les arbres sont aujourd'hui globalement plus jeunes et plus petits.

Augmentation des températures et des niveaux de CO2 dans l'atmosphère. Augmentation du nombre des maladies, des incendies, des sécheresses et des tempêtes. Une étude de chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (États-Unis) révèle que tous ces phénomènes rattachés au réchauffement climatique en cours ont conduit, au cours du siècle écoulé, à une baisse spectaculaire de l'âge et de la stature des forêts du monde.

« Cette tendance est appelée à se poursuivre, déclare Nate McDowell dans le communiqué. Et une planète avec moins de grandes et vieilles forêts sera très différente de celle à laquelle nous sommes habitués. Les forêts anciennes abritent souvent une biodiversité bien plus importante que les forêts plus jeunes et elles stockent plus de carbone ».

Une conjonction de facteurs

Les chercheurs expliquent qu'alors que des niveaux de CO2 plus élevés dans l’atmosphère pourraient laisser espérer une augmentation du taux de croissance des arbres, la plupart des forêts sont confrontées à des limitations en nutriments et en eau qui les empêchent de prospérer. Les températures qui montent limitent quant à elles la photosynthèse, la croissance et la régénération de la forêt tout en élevant la mortalité des arbres. Les sécheresses peuvent avoir un impact direct tout autant qu'indirect lorsqu'elles apportent des insectes nuisibles ou d'autres pathogènes dans les forêts.

Avec le réchauffement climatique, ces images de vieux arbres massifs pourraient bien devenir extrêmement rares, selon des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (États-Unis). © peter, Adobe Stock

D'autres études ont déjà montré que les feux de forêt pourraient être de plus en plus fréquents. Et après un incendie, les arbres poussent plus lentement. Ou ne poussent plus du tout. Ce que les chercheurs appellent la déforestation biotique est aussi en augmentation. Sous les tropiques, par exemple, des vignes qui utilisent d'autres plantes comme hôtes étouffent littéralement les arbres. Enfin, bien sûr, la déforestation liée aux activités humaines porte un grave préjudice. Là encore, lorsque des arbres sont replantés sur des terres récoltées, ils poussent plus difficilement.

Pour en savoir plus

Comment les arbres réagissent au changement climatique ?

Prédire comment les forêts réagissent à l'augmentation de la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone à l'échelle des décennies implique de comprendre comment chaque arbre, individuellement, se comportera. Et on l'ignore en grande partie. Une récente étude fait le point. Oui, l'arbre s'adapte...

Article de Emilie Beaudoin paru le 14/10/2009

De fortes concentration en carbone atmosphérique influent sur la physiologie des arbres. © taberandrew/Flickr Licence Creative Commons (by-nc-sa 2.0)

A travers les stomates (des petits orifices, généralement sur la face inférieure des feuilles, qui peuvent s'ouvrir et se fermer), les plantes captent le dioxyde de carbone dont elles ont besoin pour la photosynthèse. Lorsque la concentration de l'air en CO2 augmente, la plante le capte plus facilement. Il est donc compréhensible que des concentrations croissantes de CO2 atmosphérique affectent la physiologie des plantes en diminuant la densité des stomates. Cette relation entre concentration en CO2 et densité des stomates est remarquablement constante à long terme, à tel point que l'on peut déterminer les concentrations historiques en CO2 de l'atmosphère en étudiant la densité des stomates sur des feuilles fossilisées.

Cependant, la relation entre concentration de CO2 et densité des stomates est beaucoup plus variable à court terme et très peu de données existent sur la réponse des arbres aux changements de concentrations en CO2.

Par ailleurs, l'évapotranspiration de la plante se fait également à travers les stomates. La diminution de la densité des stomates entraîne donc la diminution des pertes en eau.

A l'échelle de la longue vie d'un arbre, quel effet peut avoir une augmentation de la concentration de l'atmopshère en dioxyde de carbone ? L'intérêt du phénomène dépasse la physiologie végétale et concerne aussi les prévisions des changements climatiques à venir. Dans les modèles tentant de modéliser le rôle que joueront les forêts dans l'évolution du climat sur les 20 à 100 ans à venir, la réaction individuelle des arbres est en effet un paramètre capital et pourtant mal connu.

C'est ce point qu'ont voulu éclaircir Abraham Miller-Rushing et ses collègues qui ont examiné les échantillons de 27 arbres (érables, chênes et charmes) du Arnold Arboretum à Boston (Massachusetts) de 1893 à 2006. Les chercheurs ont mesuré la densité des stomates mais aussi la taille des deux cellules de garde, formant la paroi du stomate, qui conditionne le fonctionnement de cet orifice.

L'arbre s'adapte

« Des changements dans les stomates et l'efficacité d'utilisation de l'eau peuvent avoir un fort impact sur les plantes et peuvent altérer leur écosystème et les cycles du carbone et de l'eau, affirme Abraham Miller-Rushing, auteur principal de l'étude, publiée dans la revue American Journal of BotanyPar exemple, l'humidité du sol, l'écoulement et les flux fluviaux pourraient augmenter et la tolérance des plantes à la sécheresse pourrait s'améliorer. »

Ils ont finalement constaté, sur des chênes et des charmes, que l'efficacité d'utilisation intrinsèque de l'eau n'a pas changé significativement. Il semble donc que l'arbre compense l'augmentation de dioxyde de carbone en faisant varier la densité des stomates sur ses feuilles ainsi que la taille des cellules de garde.

Cependant Miller-Rushing souligne que cette étude a permis la mise au point une nouvelle méthode de travail : utiliser des échantillons d'un même arbre prélevés sur plusieurs années, ce qui est souvent le cas dans les herbiers des jardins botaniques.

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