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Les plantes adaptées au froid réagissent aux changements climatiques

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Les plantes des montagnes et de la toundra sont particulièrement touchées par le réchauffement climatique. Des chercheurs du WSL étudient comment cette végétation se modifie.

 

Des températures inférieures à zéro degré, une bise glaciale, de la neige – pour les plantes, ce n’est pas facile de braver ces conditions. Contrairement à de nombreuses espèces animales, elles ne peuvent en hiver ni fuir, ni rechercher un abri. Seules celles qui sont bien adaptées au froid et résistantes au gel peuvent survivre aux climats les plus extrêmes.

Les températures déterminent ainsi fortement les lieux où s’établissent les différentes espèces végétales, leurs possibilités de croissance et d’extension. Or avec le changement climatique global, les températures ne cessent d’augmenter. Quel en est l’impact sur la composition des espèces de plantes dans les régions de montagne où le réchauffement est deux fois supérieur à la moyenne? Quelles sont les réactions des plantes cultivées ou des arbres forestiers de nos latitudes à des températures plus élevées?

Plus de dégâts dus au gel malgré le changement climatique

Avec le soutien de l’OFEV, le groupe formé autour de Yann Vitasse et de Martine Rebetez au WSL et à l’Université de Neuchâtel cherche à savoir si les gelées tardives, et de ce fait le risque de dégâts dus au gel, diminuaient en Suisse parallèlement à l’augmentation générale des températures. Ils ont pour ce faire analysé, en collaboration avec Christian Rixen du SLF et Danilo Christen de l’Agroscope de Conthey, des données pluriannuelles de stations météorologiques automatiques. L’équipe de chercheurs a de surcroît évalué des milliers d’observations fournies par des bénévoles sur l’apparition des feuilles et la floraison du hêtre, de l’épicéa, ainsi que du pommier et du cerisier. Les résultats ont été surprenants: alors qu’au printemps, la reprise de la végétation est partout de plus en plus précoce, en altitude le dernier gel tardif n’évolue pas aussi rapidement. Ainsi, au-dessus de 800 m, alors que ce n’est pas le cas au-dessous de cette limite, les jeunes feuilles ou les jeunes fleurs risquent de plus en plus d’être exposées aux épisodes de gel printanier. À long terme, les essences observées souffriront probablement plus souvent qu’aujourd’hui du gel tardif à haute altitude. Ces résultats démontrent aussi qu’il n’est actuellement pas forcément pertinent de favoriser les arbres fruitiers ou les arbres forestiers mieux adaptés à un climat estival toujours plus chaud. En effet, comme leur croissance débute souvent plus tôt dans l’année, ils sont particulièrement menacés par les gelées.

 

Davantage de plantes en altitude

Dans un autre projet, le SLF recherche les impacts du réchauffement climatique sur la composition des plantes au sommet des montagnes. En collaboration avec des chercheurs issus de l’Europe entière, Christian Rixen et Sonja Wipf ont cartographié la végétation sur différents sommets des Alpes, des Pyrénées, des Carpates, ainsi que d’Écosse et de Scandinavie. Ils ont ensuite comparé leurs données aux relevés effectués précédemment sur le même site, parfois jusqu’à cent ans plus tôt. Les résultats ont non seulement montré que le nombre d’espèces sur les sommets de montagne avait augmenté partout en Europe, mais encore que cet accroissement était de plus en plus rapide, en lien avec l’accélération de la hausse des températures.

Plus il fait doux, plus les espèces des prairies de faible altitude peuvent étendre leur aire de répartition vers le haut. Autre effet du réchauffement: la présence  accrue de nombreuses espèces végétales qui poussaient déjà sur les sommets auparavant. Mais tout le monde ne sort pas gagnant: certaines spécialistes de haute montagne ont perdu du terrain, ou même disparu totalement. C. Rixen avertit: «Il se pourrait qu’à long terme, des espèces plus concurrentielles de basse altitude chassent complètement les spécialistes à haute altitude.»

Les périodes de floraison se rapprochent de plus en plus

Au SLF, ces modifications de la végétation alpine, liées au climat, ne sont pas seulement observées sur la base de relevés de végétation naturelle. Depuis 2009, Christian Rixen et ses collègues du Val Bercla, dans les Grisons, gèrent une station de recherche ITEX sur la toundra. Dans le cadre de ce vaste projet international, des chercheurs mènent, dans plus de 40 sites, des expériences à long terme sur des habitats arctiques, antarctiques ou alpins. En augmentant artificiellement la température de certaines placettes à l’aide de panneaux translucides placés sur les côtés, ils étudient sur la végétation les répercussions de cette augmentation des températures.

Christian Rixen et son équipe ne sont pas seulement responsables de leur propre station, ils participent aussi à l’exploitation des données ITEX au niveau mondial. Dans la publication la plus récente, ils ont analysé, dans 18 stations, des données pluriannuelles de près de 50 plantes typiques de  la toundra, de l’Alaska jusqu’aux Îles Féroé, en passant par l’archipel de Svalbard. Ces stations présentent des températures estivales moyennes allant de 2,8 °C à 11,9 °C, ce qui équivaut à un large gradient thermique. Pour l’ensemble de ces placettes, les chercheurs ont entre autres étudié le moment de l’année correspondant à l’apparition des feuilles, à la floraison et à la chute des feuilles. Il s’est avéré que toutes les espèces examinées des stations les plus froides réagissaient plus fortement que celles des stations les plus chaudes à l’élévation des températures estivales. Feuilles et fleurs apparaissaient beaucoup plus en avance dans les régions du nord que dans celles du sud. «Nous pensons que les dates de floraison des espèces du nord se rapprocheront de plus en plus de celles du sud», conclut Christian Rixen. Et si les stations ne sont pas trop éloignées les unes des autres, les insectes ou le vent pourront transporter le pollen des fleurs du sud jusqu’à celles du nord, et vice-versa, et de ce fait renforcer l’échange génétique entre les régions.

À l’image de l’étude sur la flore d’altitude, ces résultats démontrent que la végétation des régions froides s’est déjà modifiée avec le réchauffement climatique – et qu’elle continuera de le faire, même si certaines inconnues demeurent quant à l’évolution de la biodiversité. (Christine Huovinen, Diagonale 1/18)

 

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