Les épisodes de forte chaleur qui affectent les organismes humains et animaux, affectent aussi les arbres . Au-delà d’une certaine température, la photosynthèse qui permet aux plantes de produire leurs propres nutriments, de libérer de l’oxygène et absorber le CO2 de l’atmosphère, est entravé, la croissance des végétaux est ralentie et leur risque de mortalité est plus élevé.
Une nouvelle étude de l’EPFL, montre que les forêts tropicales sont de plus en plus exposées à des températures dépassant les limites d’une photosynthèse efficace, menaçant ainsi leur capacité à absorber le dioxyde de carbone. « Il existe une marge de sécurité d’environ 15 degrés entre la température optimale de fonctionnement des plantes et celle à partir de laquelle leur photosynthèse commence à être affectée. En raison du réchauffement climatique, des sécheresses et des événements extrêmes, cet intervalle s’est considérablement réduit », explique Charlotte Grossiord, professeure assistante au Laboratoire de recherche en écologie végétale, qui a dirigé l’étude en collaboration avec Devis Tuia, professeur associé au Laboratoire de science computationnelle pour l’environnement et d’observation de la Terre.
Publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), l’étude est l’une des premières à combiner des seuils thermiques spécifiques à différentes espèces avec des observations satellitaires à grande échelle afin d’évaluer le stress thermique dans les forêts tropicales. Le texte ci-après est une adaptation du texte de Hector Garcia Morales, de l’EPFL. « Lorsque les feuilles deviennent trop chaudes, les protéines qui permettent la photosynthèse commencent à se dégrader. En conséquence, les arbres absorbent moins de dioxyde de carbone et poussent moins efficacement », explique Charlotte Grossiord.
La disparition de certaines espèces végétales est la conséquence la plus dramatique de la hausse des températures. Ce n’est pas la seule. Les changements dans la composition des forêts peuvent altérer le fonctionnement des écosystèmes, réduisant la biodiversité animale et affaiblissant la résilience de celle-ci face aux futures vagues de chaleur et sécheresses.
Les forêts tropicales comptent parmi les puits de carbone les plus importants de la planète. La réduction de leur capacité à absorber le CO₂ pourrait accélérer le réchauffement. De plus ces écosystèmes libéreront moins de vapeur d’eau dans l’atmosphère, augmentant le risque de sécheresses et d’événements extrêmes à l’échelle mondiale.
Bien que le changement climatique progresse vite il permet encore à certaines espèces de s’adapter aux conditions changeantes. « Au sein d’une même forêt, des espèces plus tolérantes à la chaleur peuvent s’adapter et remplacer progressivement d’autres espèces qui disparaissent », explique Charlotte Grossiord. Mais la vitesse des changements et les températures au-delà desquelles les plantes ne peuvent plus s’adapter, restent largement inconnues.
Une superficie plus grande que la France
Les chercheuses et chercheurs de l’Ecole de Lausanne ont comparé les températures critiques répertoriées pour 200 espèces avec des mesures issues d’observations satellitaires entre 2001 et 2020. En deux décennies, la superficie des forêts tropicales où les températures à la cime des arbres dépassent le seuil critique moyen est passée de 43 à 57 millions d’hectares ( 57 000 000 hectares, soit 570 000 kilomètres carrés, une superficie plus grande que la France ( 551 000 km2).
Les projections pour demain sont pessimistes. D’ici 2050, la superficie de ces écosystèmes dépassant la température critique devrait atteindre 830 000 km2 tandis qu’à la fin du siècle, ce chiffre pourrait grimper à 1,60 million de km2 soit une superficie supérieure à celle de l’Afrique du Sud.
L’impact sur les forêts suisses
Les récentes vagues de chaleur ont poussé certains arbres et cultures suisses au-delà de leur tolérance thermique. Le stress thermique n’est pas seulement un problème tropical. La méthodologie développée par Devis Tuia et Charlotte Grossiord aide à identifier les plantes soumises à ce stress et à déterminer où des mesures d’intervention, telles que l’irrigation, seraient nécessaires. « Nous pouvons détecter les zones à risque et nous préparer pour les décennies à venir », explique la professeure.
