Des saisons de croissance plus longues ont un effet limité sur la lutte contre le changement climatique

Des saisons de croissance plus longues ont un effet limité sur la lutte contre le changement climatique Floraison au début du printemps à Toronto, prise le 1er avril 2020. (Alemu Gonsamo)

Le réchauffement climatique entraîne des printemps précoces et des automnes retardés dans des environnements plus froids, permettant aux plantes de croître pendant une plus longue période de temps pendant chaque saison de croissance. Les plantes sont absorbant plus de dioxyde de carbone (CO2) en raison de cette saison de croissance plus longue.

L'arrivée plus précoce du printemps combat le changement climatique en permettant aux plantes d'absorber le CO2 sur une plus longue période et de ralentir ainsi la vitesse à laquelle le CO2 atmosphérique augmente. Ce que nous ne savons pas, c'est combien de temps pouvons-nous compter sur des printemps plus tôt et des saisons de croissance plus longues.

Je suis un scientifique en télédétection qui étudie l'impact du changement climatique sur le cycle saisonnier de l'activité des plantes. À l'aide d'observations par satellite, de mesures au sol à long terme et de modèles informatiques mécanistes, j'étudie également les impacts du changement climatique et de la variabilité sur les écosystèmes terrestres mondiaux et les rétroactions associées à l'atmosphère via le cycle du carbone.

Changer les saisons de croissance

Le feuillage printanier - lorsque les premières feuilles commencent à apparaître sur les plantes - arrive plus tôt pour de nombreuses plantes tempérées, boréales et arctiques. Trente-quatre ans d’enregistrements par satellite révèlent non seulement une sortie antérieure, mais décalage du pic de croissance des plantes vers le printemps pour les plantes poussant au nord des tropiques.

Au Canada, PlantWatch permet aux scientifiques citoyens d'enregistrer les périodes de feuilles et de floraison dans toutes les provinces et territoires. Les données de PlantWatch montrent la date moyenne de la première floraison des 19 espèces de plantes. avancé d'environ neuf jours pour chaque augmentation correspondante d'un degré Celsius dans la température de l'air. Les dates de floraison des premières espèces en fleurs - comme le tremble tremblant et le crocus des prairies - avancées par deux semaines au cours des sept dernières décennies du siècle dernier.

Des saisons de croissance plus longues ont un effet limité sur la lutte contre le changement climatique Les crocus des Prairies, déjà l'une des plantes à floraison la plus précoce, apparaissent plus tôt dans l'année en raison du réchauffement climatique. (Alemu Gonsamu), Auteur fourni

En raison du réchauffement des températures, la sénescence des feuilles (coloration des feuilles et chute des feuilles) en automne est également retardée. Des chercheurs utilisant des données de 54 ans au Japon et en Corée du Sud ont découvert que l'automne la chute des feuilles se produit plus tard. Les données satellitaires à long terme montrent également sénescence foliaire retardée pour la majorité des plantes tempérées et boréales.

La combinaison d'un printemps plus précoce et d'un automne retardé signifie une saison de croissance plus longue. La saison de croissance plus longue qui en résulte contribue à lutter contre le changement climatique en diminuant l'accumulation de CO2 atmosphérique.

Absorption de dioxyde de carbone

L'élimination accrue du CO2 atmosphérique par les plantes en raison de l'allongement des saisons de croissance et de l'augmentation du couvert végétal induite par le réchauffement dans les écosystèmes nordiques a été largement rapporté.

Alors que les plantes absorbent le CO2 atmosphérique au printemps et en été, les niveaux de CO2 atmosphérique chutent sous les hautes latitudes. À mesure que les plantes se décomposent après la fin de la saison de croissance, les niveaux de CO2 atmosphérique remontent.

Cela crée un cycle saisonnier intense de concentrations de CO2 atmosphérique aux latitudes plus élevées. La quantité de CO2 absorbée par les plantes, indiquée par la différence entre la concentration de CO2 atmosphérique au début du printemps et à la fin de l'été, L'augmentation est. L'augmentation du cycle saisonnier est un indicateur clair de l'augmentation de l'élimination du CO2 atmosphérique par les plantes en raison de une croissance des plantes plus précoce et accrue et une saison de croissance plus longue.

Des saisons de croissance plus longues ont un effet limité sur la lutte contre le changement climatique Cette figure montre la relation entre la durée de la saison de croissance et la concentration atmosphérique de CO2. Une saison de croissance plus longue élimine plus de CO2 de l'atmosphère. (Alemu Gonsamo)

Libération de dioxyde de carbone

Une saison de croissance plus longue peut également augmenter les rejets de CO2 des écosystèmes en prolongeant la période de décomposition des sols. Pour que la terre reste un puits de carbone solide, l'équilibre des gains de CO2 résultant de l'allongement de la saison de croissance doit l'emporter sur l'augmentation associée des émissions de CO2.

Dans les écosystèmes nordiques, dont le Canada, une grande partie du carbone de l'écosystème est stockée dans les sols, tandis qu'une petite fraction est stockée dans les plantes. Le réchauffement en automne retarde la sénescence et, par conséquent, augmente l'absorption de CO2 par les plantes. Cependant, la croissance des plantes en automne est limitée par une durée de jour plus courte indépendamment du réchauffement, limitant ainsi la quantité potentielle d'absorption de CO2.

À l'inverse, l'augmentation de la libération de CO2 dans le sol par la décomposition due au réchauffement automnal n'est pas limitée par une durée de journée plus courte. La perte de CO2 due à la décomposition du sol due au réchauffement automnal peut être plus grand que l'augmentation de l'absorption du CO2 par retard de sénescence. En d'autres termes, l'automne retardé n'apporte que peu ou pas d'avantages au stockage du CO2 dans l'écosystème.

De plus, dans de nombreux écosystèmes nordiques, les avantages des sources plus chaudes sur l'augmentation de l'absorption du CO2 sont compensés par l'accumulation de déficits saisonniers en eau. De nouvelles preuves montrent que l'augmentation de la croissance des plantes au printemps et le début plus précoce de la saison de croissance épuisent en fait l'humidité du sol en été et réduisent la croissance globale des plantes pendant l'été en écosystèmes boréaux et de toundra. Avec le réchauffement croissant tout au long de la saison de croissance, le stress hydrique estival pourrait être exacerbé à l'avenir dans les écosystèmes tempérés, boréaux et arctiques.

Les changements climatiques entraînent des saisons de croissance plus chaudes et plus longues, une diminution du manteau neigeux en hiver, une fonte des neiges plus précoce au printemps et un appauvrissement en eau du sol. Cela augmente à son tour le stress hydrique des plantes et rend les forêts plus sensibles aux graves incendies de forêt, qui deviennent déjà de plus en plus fréquent et grave dans de grandes régions du Canada. Les incendies graves peuvent libérer d'énormes quantités de CO2, non seulement des tissus végétaux brûlants, mais aussi des sols supérieurs et des tourbières.

Combattre le changement climatique

Si la croissance des plantes continue d'augmenter à la suite de saisons de croissance plus chaudes, la durée croissante de la saison de croissance pourrait aider à éliminer les émissions de CO2 de l'atmosphère. D'un autre côté, si la croissance des plantes diminue réellement ou si la perte de CO2 augmente réellement, la capacité d'absorption du carbone des écosystèmes nordiques diminuerait et le réchauffement climatique pourrait encore s'accélérer.

Pour l'instant, l'impact net d'une saison de croissance plus longue est que les plantes absorbent plus CO2. Cependant, avec l'augmentation du stress hydrique en été, prévue à l'avenir, les écosystèmes de haute latitude pourraient ne pas bénéficier de l'allongement de la saison de croissance pendant très longtemps.

Il ne fait aucun doute que l'allongement de la saison de croissance est un élément fondamental du portefeuille dans la capacité de la nature à lutter contre le changement climatique. Cependant, les politiques qui dépendent de la capacité de la nature à lutter contre le changement climatique ne devrait pas compter sur les avantages de l'allongement de la saison de croissance pendant très longtemps.La Conversation

A propos de l'auteur

Alemu Gonsamo, professeur adjoint, télédétection à l'École de géographie et des sciences de la Terre, Université McMaster

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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