Le séchage rend-il les mousses de tourbe plus vulnérables à la sécheresse ?

Nicola Kokkonen, Anna Laine-Petäjäkangas et Eeva-Stiina Tuittila discutent de leur article : «Une nappe phréatique plus profonde augmente la vulnérabilité des tourbières aux sécheresses périodiques.’

Arrière-plan

Partout dans le monde, nous assistons à des températures plus chaudes et à des conditions météorologiques extrêmes causées par le changement climatique. Cependant, ces changements n’affectent pas toutes les régions de la même manière ; les régions du nord sont les plus durement touchées. Même si les tourbières ne couvrent qu’une petite fraction des terres à l’échelle mondiale, la plupart des tourbières sont situées dans ces régions nordiques en évolution rapide. Au cours des 11 000 dernières années environ, les tourbières ont lentement accumulé d’énormes réserves de carbone, en particulier dans les régions fraîches et humides. Les tourbières sont des écosystèmes sensibles, soutenus par des nappes phréatiques élevées qui favorisent l’accumulation de tourbe riche en carbone formée par des plantes adaptées à ces conditions gorgées d’eau. Mousses de tourbe (Sphaigne spp.), stars des tourbières, sont particulièrement bien adaptées pour croître dans ces conditions humides. Ces mousses sont des espèces clés ; ils sont principalement responsables de l’accumulation exceptionnelle de carbone dans les tourbières et contiennent peut-être plus de carbone que tout autre genre de plantes dans le monde. Cependant, l’assèchement prévu dû au changement climatique aura sans aucun doute un impact sur ces incroyables plantes spécialisées et libérera potentiellement du carbone supplémentaire dans l’atmosphère.

Notre étude

Mais comment les mousses de tourbe supportent-elles le séchage ? Le séchage progressif a entraîné la perte d’espèces spécialisées dans les zones les plus humides. Cependant, l’impact combiné du séchage progressif à long terme et des sécheresses périodiques sur les tourbières sensibles n’a pas encore été étudié. Dans cette étude, nous avons étudié l’impact du séchage à long terme des tourbières sur la photosynthèse et la vulnérabilité des tourbières à la sécheresse.

« Ce qui ne vous tue pas vous rend plus fort » n’était pas le cas mais plutôt « Ce qui ne vous tue pas vous rend moins préparé et plus vulnérable pour encaisser le prochain coup ».

Comment en sommes-nous arrivés à cette conclusion ? Nous avons amené 96 carottes de surface (« mésocosmes », d’environ 15 cm de diamètre et 10 cm de profondeur) dans une serre et les avons exposées à une sécheresse expérimentale pendant 43 jours. Chaque mésocosme contenait une seule espèce de mousse de tourbe collectée dans une grande tourbière du sud de la Finlande, où existent des zones naturellement humides et sèches, adjacentes à un drainage expérimental à long terme établi 17 ans avant cette expérience. Cela nous a permis de mesurer si la sécheresse a un impact différent sur les mousses habituées aux conditions sèches et humides. Les sites de terrain où les mousses ont été collectées comprenaient également des zones de tourbières riches en nutriments et de tourbières pauvres en nutriments, ce qui nous a permis d’étudier une variété de mousses adaptées à différentes conditions de croissance.

Pour déterminer l’impact du séchage sur les tourbières, nous avons mesuré le taux de photosynthèse avant la sécheresse, à la fin de la sécheresse et pendant trois semaines après la réhumidification. Le taux de photosynthèse peut nous renseigner sur l’état physiologique des mousses. Les plantes stressées ou endommagées ont des taux de photosynthèse plus faibles et une faible capacité à fixer le carbone, tandis que les plantes florissantes ont des taux de photosynthèse plus élevés.

Nos découvertes

Nous avons constaté que les tourbières provenant des zones de tourbières plus sèches ne présentaient pas une meilleure tolérance à la sécheresse. En fait, les mousses des environnements secs étaient plus vulnérables aux sécheresses périodiques que celles des environnements humides. Les mousses les plus vulnérables de notre expérience provenaient de zones de tourbières naturellement sèches, celles issues d’un drainage expérimental de 17 ans étaient intermédiaires et celles provenant de zones naturellement humides étaient résistantes à la sécheresse. Dans l’ensemble, les mousses de tourbe des marais avaient tendance à mieux s’en sortir que celles des tourbières car elles étaient plus grosses, ce qui leur permettait de retenir de plus grands volumes d’eau dans leur structure – même en cas de sécheresse. Les petites mousses de tourbe de la tourbière drainée expérimentalement avaient les taux de photosynthèse les plus faibles, ce qui suggère qu’elles étaient déjà stressées par la baisse du niveau d’eau avant les sécheresses périodiques. Dans ce cas, la taille comptait vraiment !

Nos résultats indiquent que les impacts combinés du séchage progressif et des sécheresses périodiques rendront les tourbières plus vulnérables au changement climatique. Les tourbières sensibles et importantes du Nord pourraient subir des changements plus rapidement que prévu. Les stress provoqués par le séchage semblent s’ajouter aux mousses, ce qui signifie que la sécheresse est plus dommageable pour les espèces déjà existantes en limite de leur enveloppe écologique.