Le changement climatique ne se produit pas une chose à la fois. Dans les forêts du monde entier, les semis éprouvent déjà un mélange de co₂ atmosphérique plus élevés, de températures croissantes et de sécheresses plus intenses. Pourtant, la plupart des expériences testent encore ces facteurs un par un. Que se passe-t-il quand tous frappent en même temps?
Pour le savoir, nous avons mené une méta-analyse de plus de 80 expériences sur les semis d’arbres. Nous nous sommes concentrés sur les premiers stades de la vie, la germination, l’établissement et la croissance des semis, car ils sont particulièrement vulnérables au changement environnemental et essentiels à la régénération forestière. Notre objectif était de comprendre l’interaction entre différents moteurs du changement climatique (Co₂, des températures croissantes et des sécheresses intenses), y compris si leurs effets combinés sont simplement additifs (somme des impacts individuels), ou s’ils amplifient (synergique) ou s’annulent (antagoniste).
Cette carte montre la distribution géographique des expériences incluses dans notre méta-analyse.
Pourquoi se concentrer sur les semis?
Les semis ne sont pas seulement les petites versions des arbres adultes. Ils sont confrontés à différentes contraintes physiologiques et ont des racines moins profondes, ce qui les rend particulièrement sensibles au stress de la chaleur et au stress hydrique. Dans les forêts perturbées où les semis sont souvent confrontés à des microclimats plus durs, leur vulnérabilité est encore plus prononcée. Si les semis ne peuvent pas survivre et se développer, les forêts ne peuvent pas se régénérer et les fonctions écologiques et de stockage du carbone qu’elles fournissent seront perdues.
Ce que nous avons trouvé
Le résultat le plus cohérent a été l’additivité, dans la plupart des cas, les effets combinés du CO₂, de la sécheresse et du réchauffement s’adressaient sans s’intensifier ou tamponner. Il y avait peu de surprises, mais aussi peu de tampons: les effets négatifs de la sécheresse n’étaient pas compensés par le CO₂, et le réchauffement n’a pas aggravé les choses à moins que l’eau ne soit également limitée.
En fait, la sécheresse est devenue constamment le facteur le plus limitant. Un co₂ élevé seul a souvent amélioré la croissance et, dans certains cas, ces gains ont persisté par le réchauffement. Mais une fois que la sécheresse est entrée dans l’image, ces avantages ont disparu. Même le doublement des niveaux de CO₂ n’a pas complètement compensé le stress hydrique.
Il y a également eu des effets antagonistes, en particulier dans la germination et la photosynthèse, où l’impact combiné de la sécheresse et du réchauffement était moins grave que prévu. Ces résultats peuvent refléter des tampons physiologiques temporaires, comme une activité enzymatique améliorée sous la chaleur, ou l’efficacité d’utilisation de l’eau entraînée par le co₂, mais il est peu probable qu’ils durent sous une sécheresse plus extrême.
Un besoin de diversité des données et des espèces
Une limitation que notre méta-analyse a révélée était le manque d’espèces tropicales dans ces types d’expériences. La plupart des expériences ont été menées dans des systèmes tempérés et boréaux, ce qui soulève des questions sur la généralisation des résultats actuels. Nous avons également vu des indices de réponses spécifiques au genre, par exemple, Pinus et Quercus Les semis étaient plus sensibles à la sécheresse et au réchauffement, tandis que Eucalyptus bénéficiant parfois d’un co₂ et d’une température élevés.
Fait intéressant, les réponses des plantes étaient cohérentes à l’autre, ce que les semis ont fait au niveau des feuilles (comme la photosynthèse) alignés sur les résultats des plantations entiers (comme la biomasse). Cela suggère des stratégies coordonnées, même dans des conditions stressantes.
Qu’est-ce que cela signifie pour les forêts?
Nos résultats montrent que le CO₂ seul ne sauvera pas les semis des conditions les plus dures du futur. Bien qu’il y ait certains avantages sous le co₂ et le réchauffement modéré, la sécheresse les remplace clairement. La régénération forestière, en particulier pendant les années sèches, peut être plus vulnérable qu’on ne le pensait auparavant.
Nous espérons que cette étude encourage les expériences plus larges et plus coordonnées qui explorent comment plusieurs facteurs climatiques interagissent et qu’il nous pousse à étendre la recherche à des écosystèmes et à des taxons plus divers. Après tout, les semis que nous étudions aujourd’hui sont les forêts de demain.
28/08/2025
Comment font-ils face? |
María Natalia Umaña et Inés Ibañez, Université du Michigan, discutent de leurs articles: Comment la sécheresse et les températures élevées influencent-elles les effets de fertilisation du CO2 sur les performances des semis des arbres? Une méta-analyse mondiale
Le changement climatique ne se produit pas une chose à la fois. Dans les forêts du monde entier, les semis éprouvent déjà un mélange de co₂ atmosphérique plus élevés, de températures croissantes et de sécheresses plus intenses. Pourtant, la plupart des expériences testent encore ces facteurs un par un. Que se passe-t-il quand tous frappent en même temps?
Pour le savoir, nous avons mené une méta-analyse de plus de 80 expériences sur les semis d’arbres. Nous nous sommes concentrés sur les premiers stades de la vie, la germination, l’établissement et la croissance des semis, car ils sont particulièrement vulnérables au changement environnemental et essentiels à la régénération forestière. Notre objectif était de comprendre l’interaction entre différents moteurs du changement climatique (Co₂, des températures croissantes et des sécheresses intenses), y compris si leurs effets combinés sont simplement additifs (somme des impacts individuels), ou s’ils amplifient (synergique) ou s’annulent (antagoniste).
Pourquoi se concentrer sur les semis?
Les semis ne sont pas seulement les petites versions des arbres adultes. Ils sont confrontés à différentes contraintes physiologiques et ont des racines moins profondes, ce qui les rend particulièrement sensibles au stress de la chaleur et au stress hydrique. Dans les forêts perturbées où les semis sont souvent confrontés à des microclimats plus durs, leur vulnérabilité est encore plus prononcée. Si les semis ne peuvent pas survivre et se développer, les forêts ne peuvent pas se régénérer et les fonctions écologiques et de stockage du carbone qu’elles fournissent seront perdues.
Ce que nous avons trouvé
Le résultat le plus cohérent a été l’additivité, dans la plupart des cas, les effets combinés du CO₂, de la sécheresse et du réchauffement s’adressaient sans s’intensifier ou tamponner. Il y avait peu de surprises, mais aussi peu de tampons: les effets négatifs de la sécheresse n’étaient pas compensés par le CO₂, et le réchauffement n’a pas aggravé les choses à moins que l’eau ne soit également limitée.
En fait, la sécheresse est devenue constamment le facteur le plus limitant. Un co₂ élevé seul a souvent amélioré la croissance et, dans certains cas, ces gains ont persisté par le réchauffement. Mais une fois que la sécheresse est entrée dans l’image, ces avantages ont disparu. Même le doublement des niveaux de CO₂ n’a pas complètement compensé le stress hydrique.
Il y a également eu des effets antagonistes, en particulier dans la germination et la photosynthèse, où l’impact combiné de la sécheresse et du réchauffement était moins grave que prévu. Ces résultats peuvent refléter des tampons physiologiques temporaires, comme une activité enzymatique améliorée sous la chaleur, ou l’efficacité d’utilisation de l’eau entraînée par le co₂, mais il est peu probable qu’ils durent sous une sécheresse plus extrême.
Un besoin de diversité des données et des espèces
Une limitation que notre méta-analyse a révélée était le manque d’espèces tropicales dans ces types d’expériences. La plupart des expériences ont été menées dans des systèmes tempérés et boréaux, ce qui soulève des questions sur la généralisation des résultats actuels. Nous avons également vu des indices de réponses spécifiques au genre, par exemple, Pinus et Quercus Les semis étaient plus sensibles à la sécheresse et au réchauffement, tandis que Eucalyptus bénéficiant parfois d’un co₂ et d’une température élevés.
Fait intéressant, les réponses des plantes étaient cohérentes à l’autre, ce que les semis ont fait au niveau des feuilles (comme la photosynthèse) alignés sur les résultats des plantations entiers (comme la biomasse). Cela suggère des stratégies coordonnées, même dans des conditions stressantes.
Qu’est-ce que cela signifie pour les forêts?
Nos résultats montrent que le CO₂ seul ne sauvera pas les semis des conditions les plus dures du futur. Bien qu’il y ait certains avantages sous le co₂ et le réchauffement modéré, la sécheresse les remplace clairement. La régénération forestière, en particulier pendant les années sèches, peut être plus vulnérable qu’on ne le pensait auparavant.
Nous espérons que cette étude encourage les expériences plus larges et plus coordonnées qui explorent comment plusieurs facteurs climatiques interagissent et qu’il nous pousse à étendre la recherche à des écosystèmes et à des taxons plus divers. Après tout, les semis que nous étudions aujourd’hui sont les forêts de demain.
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