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La sécheresse mène à une chute des feuilles plus rapide en automne

Des feuilles tombent des arbres.

Des feuilles tombent des arbres.

Photo : iStock / borchee

Les épisodes de sécheresse de plus en plus nombreux, liés au dérèglement climatique, pourraient mettre fin plus rapidement à la saison des couleurs.

En effet, des travaux réalisés par des scientifiques chinois et canadiens montrent que la sécheresse mène à une chute précoce des feuilles à l'automne. Publiée dans Nature Climate Change (Nouvelle fenêtre) (en anglais), cette étude rapporte des observations qui contrecarrent un autre phénomène attribuable aux changements climatiques : une saison chaude plus longue qui prolonge la croissance des arbres feuillus... et retarde la tombée de leurs feuilles!

À la fin de l’été, lors de son changement de couleur, une feuille subit des modifications morphologiques et métaboliques, un processus appelé sénescence. Ce processus marque la fin de la période de l’année pendant laquelle la feuille absorbe le CO2 par la photosynthèse.

L’effet sécheresse

Des observations au sol et par satellite menées des années 1940 à 2015 analysées par le géographe Chaoyang Wu et ses collègues, dont le Canadien Rachhpal Jassal de l'Université de la Colombie-Britannique, tendent ainsi à montrer que la précocité de la sénescence des feuilles peut être liée à la diminution des précipitations associées au réchauffement.

Selon le calcul des chercheurs, les arbres à feuilles caduques (érables, chênes, ormes, bouleaux) des hautes latitudes perdront leurs feuilles plus tôt d'ici la fin du siècle.

Cette étude est la deuxième en peu de temps qui arrive à des conclusions similaires, note l'ingénieure forestière Élise Bouchard de l’Université du Québec à Montréal (UQAM).

La chercheuse, qui est aussi associée au Centre d’étude de la forêt, explique que le débourrement précoce des feuilles au printemps associé aux changements climatiques fait consensus dans la littérature scientifique. Par contre, les résultats des études menées à l'automne étaient moins clairs. Certaines observations montraient que ça pouvait être devancé, alors que d’autres pouvaient être retardés, note la chercheuse.

La présente étude tend à montrer que des phénomènes climatiques ponctuels, comme la sécheresse, peuvent aussi influer sur la phénologie des plantes, c’est-à-dire sur les phases de développements saisonniers telles que les feuillaisons, la floraison et la coloration automnale.

« Un réchauffement assez graduel durant l'été va retarder la chute des feuilles à l’automne, mais une sécheresse intense pourrait contrecarrer cet effet. On pourrait être en présence de deux effets différents liés à deux phénomènes concurrents. »

— Une citation de  Élise Bouchard

Cette situation affecte aussi la photosynthèse. Si la saison de croissance est plus longue, les arbres vont assimiler plus de carbone grâce à la photosynthèse, ce qui est une bonne nouvelle, explique Mme Bouchard.

« Toutefois, des arbres stressés en raison d’une sécheresse vont limiter leurs activités métaboliques comme la photosynthèse, mais ils vont quand même continuer de respirer. Et quand ils respirent, ils libèrent du carbone. Donc, ils en assimilent moins et en libèrent un peu plus. »

— Une citation de  Élise Bouchard

L’effet bénéfique associé à une saison plus longue est donc moins là, ajoute la chercheuse.

L'absorption du carbone

La phénologie des plantes, soit l’étude de leur développement au fil des saisons, est largement utilisée dans les modèles qui reconstituent les changements historiques de l'absorption du carbone dans les écosystèmes. Mais elle est aussi utile pour prévoir les variations qui viendront dans les prochaines décennies.

Les présents travaux mettent un bémol sur les bénéfices d’une captation augmentée du carbone par les feuillus engendrés par un retard de la sénescence automnale. Ils permettent toutefois de mieux préciser l’absorption future du CO2 en tenant compte des épisodes de sécheresse, notamment.

Nos résultats limitent les incertitudes concernant la fin de la croissance des plantes en lien avec le réchauffement, ce qui facilite l'estimation de l'absorption de carbone par l'écosystème terrestre, notent les chercheurs.

Outre la sécheresse, d’autres phénomènes associés aux changements climatiques influeront sur la phénologie des plantes, notamment la chaleur extrême, les feux de forêt, les maladies ou la présence d’insectes ravageurs.

Il faut aussi noter que des arbres fragilisés produisent des feuilles plus petites que la normale, ce qui les rend moins efficaces pour capter le carbone.

Le type de forêt en question

Mme Bouchard rappelle que certains types de forêts (tempérées ou boréales) survivent mieux à la sécheresse.

Certaines forêts sont déjà adaptées et ont développé toutes sortes de stratégies pour résister aux sécheresses, alors que d’autres le sont moins et subiront les effets avec un grand impact, ajoute-t-elle.

Repères

  • La forêt boréale est composée d’arbres résistants au froid, tels que des conifères (pins, épinettes, sapins) et certains feuillus (peupliers et des bouleaux).
  • La forêt tempérée contient également des conifères, mais beaucoup plus de feuillus (érables, chênes).

Bien que les forêts tempérées soient aussi affectées par les épisodes de sécheresse, elles le sont dans une moindre mesure. Les observations tendent à montrer que les forêts boréales, de leur côté, s’adaptent moins bien aux effets des sécheresses intenses, et la situation risque d’empirer. Leur température pourrait augmenter davantage que celle des forêts tempérées sur une période de 50 ans.

Qu’elles soient tempérées ou boréales, les forêts sont des écosystèmes qui entreposent énormément de carbone, dans le sol, mais aussi dans les arbres. Tous ces facteurs mis ensemble peuvent être alarmants puisque, finalement, la captation du carbone ne se fera pas comme on pensait, estime Mme Bouchard.

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