Un été difficile pour les forêts, les champs et les prairies

Ce fut - une fois de plus - une année exceptionnellement chaude : en 2018, une grande partie de l'Europe a gémi sous un été extrêmement chaud et sec. En Suisse aussi, le temps caniculaire a fait transpirer les gens - et ce, alors que les mois précédents avaient déjà été exceptionnellement chauds. Il s'agit du troisième été le plus chaud et du quatrième printemps le plus chaud depuis le début des mesures en 1864.

Des données de mesure largement étayées

Il est évident que des conditions météorologiques aussi inhabituelles ont également eu un impact sur les écosystèmes. Des scientifiques du groupe de Nina Buchmann, professeure en sciences des prairies, viennent de montrer, à l'aide de nombreuses données de mesure, comment les forêts, les champs et les prairies ont exactement réagi à cette situation exceptionnelle en 2018. Pour ce faire, les chercheurs ont analysé les mesures de cinq sites qui font tous partie de l'initiative Swiss FluxNet, explique Mana Gharun, post-doctorante dans le groupe de Buchmann et première auteure de l'étude : "Les cinq sites couvrent tous les niveaux d'altitude de 400 à 2000 mètres au-dessus du niveau de la mer. Nous avons donc pris en compte des écosystèmes très différents".

Sur tous les sites, le groupe Buchmann mesure depuis des années déjà, avec une très haute résolution temporelle, la quantité de CO₂, la vapeur d'eau et d'autres gaz sont échangés entre les plantes, l'atmosphère et le sol, et ce, en considérant l'ensemble de l'écosystème. Cela permet de déterminer comment ces derniers réagissent à différentes conditions climatiques.

Forte chute de la productivité

L'évaluation que les chercheurs viennent de publier dans un numéro thématique de la revue "Phil Trans B" montre que la chaleur et la sécheresse de 2018 ont particulièrement affecté les écosystèmes situés en profondeur. Dans la forêt mixte de la L?geren, près de Zurich, et dans les prairies de la Chamau, la productivité a diminué en moyenne de 20 pour cent par rapport aux deux années précédentes. La situation est différente pour les écosystèmes situés en altitude : Tant la forêt de conifères près de Davos que la prairie près de Früebüel et le p?turage alpin de Weissenstein au col de l'Albula ont profité des températures plus chaudes et de la période de végétation plus longue. Les conditions de croissance plus favorables y ont entra?né une plus grande productivité des écosystèmes.

Toutefois, sur presque tous les sites, la respiration des plantes et des organismes du sol a également augmenté en même temps. Ainsi, ces systèmes n'ont pas seulement absorbé plus de CO₂ de l'atmosphère, mais ont en même temps libéré davantage de CO₂ libre. "Dans l'ensemble, il en résulte une absorption nette de carbone plus faible pour les deux forêts et la prairie de Chamau", constate Gharun. "C'est un constat défavorable, car on s'attend généralement à ce que ces écosystèmes puissent contribuer à l'atténuation du changement climatique en tant que puits de carbone dans des conditions plus chaudes".

Il est encore trop t?t pour porter un jugement définitif, ajoute Buchmann. "Nous avons absolument besoin de séries de données à long terme pour pouvoir classer ces résultats". Comme elle et son groupe collectent des données de mesure depuis de nombreuses années sur les sites mentionnés, elle dispose d'une bonne base pour de telles études à long terme.

Beaucoup de neige après l'hiver

L'année 2018 n'a pas seulement été marquée par les températures chaudes du printemps et de l'été, mais aussi par les précipitations abondantes de l'hiver précédent : dans les montagnes, il y avait beaucoup de neige au printemps, qui a ensuite fondu très rapidement en raison des conditions chaudes. Cela a notamment profité aux écosystèmes situés en altitude. En revanche, la situation a été plus difficile dans les régions de basse altitude, où les écosystèmes n'ont pas pu utiliser l'excédent d'eau de l'hiver pour constituer un réservoir d'humidité pour l'été. Ils ont en conséquence davantage souffert de la sécheresse et de la chaleur en été.

"La disponibilité de l'eau est un facteur décisif pour la manière dont les écosystèmes résistent aux périodes de chaleur", constate Buchmann. "C'est pourquoi l'étude d'une sécheresse ne doit pas se limiter à la période de sécheresse proprement dite". Le fait que les nouveaux scénarios climatiques CH2018 prévoient plus de pluie et moins de neige en hiver n'incite guère à la confiance. Les quantités plus élevées de précipitations attendues pendant les mois d'hiver ne sont donc que d'une utilité limitée pour les écosystèmes si l'eau n'est pas stockée sous forme de neige, mais s'écoule rapidement.

Des arbres stressés

La situation est désormais critique pour les forêts. Cela se manifeste notamment par le fait que non seulement les épicéas, mais aussi les vieux hêtres présentent désormais des sympt?mes de stress en de nombreux endroits du Plateau. Cela s'explique probablement aussi par le fait que l'année 2019 qui a suivi a également été plus chaude et plus sèche que la moyenne. "Dans les forêts, nous observons un effet de mémoire", explique Buchmann. "Il est donc possible que les traces de telles périodes n'apparaissent que longtemps après l'événement extrême proprement dit".

La capacité des arbres à traverser les périodes de sécheresse et de chaleur dépend également de la profondeur à laquelle ils absorbent l'eau. Les hêtres, par exemple, pénètrent avec leurs racines à 50 ou 60 centimètres de profondeur dans le sol et atteignent ainsi plus facilement les couches humides plus profondes. En revanche, les racines des épicéas n'atteignent qu'une profondeur d'environ 20 centimètres ; ils sont donc plut?t touchés par la sécheresse. "Pour les épicéas de plaine, la situation sera inconfortable à moyen terme", constate Buchmann. "C'est un pronostic défavorable pour la sylviculture".

Mauvaises perspectives pour les agriculteurs

Et qu'en est-il des prairies ? Les deux chercheuses n'y constatent pour l'instant aucun effet de mémoire, car les prairies se rétablissent plus rapidement après une phase de sécheresse. Le fait que les prairies de basse altitude produisent nettement moins d'herbe une année comme 2018 est néanmoins une mauvaise nouvelle pour les agriculteurs. L'économie herbagère est le pilier central de l'agriculture suisse. Si, à l'avenir, moins d'herbe pousse dans les prairies en raison de la sécheresse croissante en été, cela aura des conséquences directes sur la production de lait et de viande.