Amanda Gallinat, Colby College, États-Unis, et Theresa Crimmins, USA National Phenology Network, discutent de leur article : Les observations combinées de bénévoles et de réseaux écologiques montrent des modèles de sensibilité à la température à grande échelle pour les périodes de floraison et de feuilles des plantes à feuilles caduques dans l’est des États-Unis.
Partout dans le monde, le calendrier de l’activité saisonnière des plantes et des animaux – appelé phénologie – évolue considérablement en réponse au réchauffement des températures. Ces changements ont des conséquences écologiques et économiques considérables. Cependant, comprendre comment les changements dans le calendrier de la saisonnalité affectent des centaines de milliers d’espèces végétales et animales dans de vastes régions, comme l’ensemble des États-Unis, est très difficile.
Notre meilleure option pour compiler des observations sur de nombreuses espèces à travers le pays est d’impliquer le plus grand nombre de personnes possible dans la documentation de ce qu’elles voient se produire. À travers le Carnet de la nature plate-formele réseau national de phénologie des États-Unis recrute à la fois des bénévoles et des professionnels pour suivre l’activité saisonnière des plantes et des animaux. Le programme en est maintenant à sa 17ème année de collecte de données et plus de 42 millions d’enregistrements sur la phénologie végétale et animale ont été fournis à travers le pays, principalement par des observateurs bénévoles.
Bien que ces observations constituent notre ressource la plus prometteuse pour comprendre comment les espèces réagissent à des conditions en évolution rapide, certains se demandent si les enregistrements fournis par des bénévoles sont de qualité suffisante pour être utilisés dans l’évaluation de ces changements. Pour répondre à cette question, nous avons comparé les observations contribuées à Carnet de la nature par des bénévoles à travers le pays aux observations de la même espèce recueillies par des scientifiques professionnellement formés à Réseau National d’Observatoires Écologiques (NEON) sites.
Nous avons constaté que les rapports des volontaires donnaient des tendances très similaires à celles enregistrées par les scientifiques de NEON. Ces résultats ont renforcé notre confiance dans le fait que nous et d’autres scientifiques pourrions utiliser l’ensemble de données combiné des deux approches dans des évaluations à grande échelle du changement phénologique.
La majorité des études documentant les changements phénologiques ont évalué des observations recueillies sur un seul site ou sur une poignée de sites, et n’évaluent souvent qu’un petit nombre d’espèces. Dans cette étude, nous avons vérifié si plusieurs modèles établis dans des études précédentes se confirmaient lorsqu’ils étaient étendus à plus de 100 espèces dans l’est des États-Unis. La principale variable de réponse que nous avons évaluée pour toutes les espèces était leur sensibilité à la température, qui indique de combien de jours les plantes avancent (ou retardent) le moment de leur activité – feuille ou floraison – en réponse au réchauffement.
Des études antérieures ont indiqué que les espèces introduites et les espèces actives plus tôt dans la saison sont souvent plus sensibles aux changements de température. Nous avons évalué les différences de sensibilité des espèces à la température entre les espèces indigènes et introduites, ainsi que leur moment relatif de défoliation et de floraison au cours de la saison printanière. Nous avons également évalué les différences de sensibilité entre les arbres, les arbustes et les plantes herbacées. Il s’agit d’une question ouverte dans la littérature : des études antérieures ont rapporté des résultats contradictoires concernant les groupes fonctionnels les plus sensibles à la température, avec des implications différentes sur la compétition entre les plantes pour la lumière printanière. Enfin, nous avons examiné si la sensibilité des espèces à la température variait dans leur aire de répartition. Peu d’études antérieures ont pu répondre à cette question, car elle nécessite des observations collectées de manière cohérente dans de grandes régions.
Nos résultats ont largement confirmé les tendances établies dans des études à plus petite échelle. Les espèces introduites ont tendance à montrer une plus grande sensibilité à la température que les plantes indigènes, modifiant ainsi le moment de la sortie des feuilles et de la floraison dans une plus grande mesure que les espèces indigènes. Bien que cette caractéristique leur confère un avantage concurrentiel au printemps, en permettant une croissance plus précoce et un accès aux nutriments et à la lumière du soleil, elle peut également les exposer à un risque plus élevé de gels dommageables.
Parmi les groupes fonctionnels, nous avons constaté que les arbustes et les plantes herbacées étaient généralement plus sensibles à la température que les arbres, ce qui suggère qu’ils pourraient être capables de maintenir des fenêtres de capture du carbone avant de modifier la fermeture du couvert forestier en raison du changement climatique. Et conformément à de nombreuses études antérieures, nous avons constaté que les espèces actives plus tôt dans la saison présentaient une plus grande sensibilité à la température que les espèces plus tard dans la saison.
Enfin, nos observations, recueillies sur une vaste région géographique, ont montré que les plantes des latitudes sud des aires de répartition des espèces présentaient une plus grande sensibilité à la température que celles des latitudes nord. Cette découverte, qui concorde avec les travaux expérimentaux, suggère que les individus vivant dans des latitudes plus septentrionales et plus froides sont plus conservateurs dans leur activité printanière, ne déclenchant la floraison ou la floraison qu’une fois qu’ils ont été exposés à une quantité particulière de froid en hiver ou que les jours se sont suffisamment allongés. Ces exigences empêchent les plantes d’exposer leurs tissus sensibles trop tôt au printemps.
Cette étude souligne la valeur des données à grande échelle pour unir et vérifier plus largement les tendances précédemment observées uniquement dans des études à plus petite échelle. Il est important de noter que notre comparaison des observations fournies par des bénévoles et des professionnels démontre la pertinence des données fournies par les bénévoles dans les évaluations scientifiques.
Carnet de la nature les participants construisent un ensemble de données phénologiques multi-taxons à grande échelle sans précédent aux États-Unis et d’une importance cruciale pour approfondir notre compréhension de la façon dont les espèces et les écosystèmes réagissent à des conditions en évolution rapide. À mesure que ces observations et celles collectées par NEON continuent de croître, les opportunités d’étudier les tendances phénologiques à grande échelle augmentent également.