Le changement climatique modifie la flore

Le Monitoring de la biodiversité en Suisse livre des informations précieuses sur l’évolution de la diversité des espèces de plantes vasculaires dans les paysages communs du pays au cours des 20 dernières années – une période fortement marquée par le dérèglement climatique. Quels sont alors les effets des modifications du climat sur les communautés végétales de Suisse ?

FABIAN CAHENZLI ET TOBIAS ROTH

La période de 1988 à 2017 a été la période de 30 ans la plus chaude depuis 1685. Elle a été marquée par des vagues de chaleur plus fréquentes, des périodes de froid plus courtes et des hivers plus doux (CH2018, 2018). Depuis les dernières glaciations, la structure des forêts suisses de même que la fréquence et la répartition des espèces en leur sein se sont modifiées, parfois en l’espace d’à peine quelques décennies (Tinner & Lotter 2001). Il n’est donc pas exclu que les modifications survenues dans les communautés végétales au cours des 20 dernières années – une période assez courte à l’échelle des adaptations des communautés végétales – soient à mettre en relation avec les changements des conditions climatiques.

Dans le Monitoring de la biodiversité en Suisse (MBD), les plantes vasculaires sont recensées aussi bien dans le réseau de mesures Paysage constitué de zones d’échantillonnage d’ 1 km² que dans le réseau de mesures Habitats terrestres qui repose sur des stations de 10 m². Les données des deux types d’inventaires ont été analysées pour mettre en évidence d’éventuelles relations entre la composition des communautés végétales recensées et les modifications de température et de précipitations. Nous avons tout particulièrement cherché à savoir si nous observions des différences dans les communautés selon que la différence entre les valeurs actuelles de température et de précipitations et les valeurs de 1980 était plus ou moins forte. L’année 1980, qui se situe bien avant que le changement climatique ne soit devenu nettement perceptible, a été choisie de manière arbitraire comme année de référence pour représenter la période précédant le fort réchauffement climatique des 30 dernières années.

De grandes différences entre les groupes d'espèces
Les valeurs moyennes des indicateurs de température ont augmenté chez les plantes vasculaires dans les stations du MBD. Cela signifie que les plantes thermophiles ont progressé depuis le début du siècle et qu’elles sont aujourd’hui plus souvent détectées dans le « paysage commun ». Les zones d’échantillonnage ayant enregistré la plus forte augmentation de température depuis 1980 présentaient aussi la plus forte modification de la communauté de plantes vasculaires (Fig. 1).

Mais de grandes différences ont été observées entre les groupes d’espèces. L’extension croissante de l’aire de répartition des plantes dites en C4 en est un exemple : ces plantes recourent à un mécanisme de fixation du carbone plus efficace que les plantes en C3 lors de la photosynthèse, ce qui leur confère une meilleure capacité d’adaptation aux environnements chauds, secs et ensoleillés. L’augmentation de la température moyenne annuelle et du nombre de jours de forte chaleur à plus de 25° C ont favorisé ces espèces (Fig. 2).

Dans les zones d’étude, la part de plantes en C4 est encore relativement faible, mais le changement climatique en cours les favorise physiologiquement par rapport aux plantes en C3. Dans les zones climatiques dominées par des températures assez basses, les plantes en C3 sont au contraire à leur avantage.

Effet mitigé pour les précipitations
L’influence des précipitations sur les paramètres étudiés était plus faible que celle de la température et ne se traduisait pas par des effets significatifs. Cela pourrait s’expliquer par la situation géographique de la Suisse, intercalée entre le climat du nord de l’Europe et le climat méditerranéen, et par les grandes différences d’altitude caractéristiques des Alpes. Ainsi, aucune relation significative n’a été observée entre l’intensification des précipitations hivernales ou des sécheresses estivales et une progression, à l’échelle du paysage, des annuelles hivernantes ou des plantes vasculaires typiques du climat océanique.

Beaucoup d’espèces végétales peuvent se maintenir un certain temps sur un site malgré une modification des conditions environnementales, même si celles-ci ne leur conviennent plus parfaitement. Dans ces conditions, il est toutefois fréquent qu’elles ne soient plus en mesure d’assurer une descendance nombreuse, si bien que la survie de leurs populations est compromise à long terme. Il se peut ainsi que les effets de la modification du régime de précipitations ne soient observables que dans quelques années. Il convient d’autre part de souligner que les relevés sur lesquels se basent nos analyses n’enregistrent que la présence ou l’absence des espèces et non les variations de leur abondance. C’est également une raison pour laquelle nous ne pouvons mettre en évidence les changements que de manière retardée.

Le MBD livre de précieuses informations
Dans l’ensemble, les résultats des deux réseaux Paysages et Habitats terrestres étaient comparables bien que beaucoup plus prononcés au niveau des paysages. Ce constat montre que la hausse des températures agit plutôt à grande échelle en affectant fortement les associations végétales. À petite échelle, ces communautés subissent aussi l’influence d’autres facteurs, et en particulier des formes locales d’exploitation, qui peuvent atténuer les effets des changements climatiques. D’autre part, les données climatiques utilisées pour l’analyse sont des valeurs extrapolées sur un maillage d’1 km² et ne sont donc pas des valeurs mesurées sur le terrain (Cruz-Alonso et al. 2023). Cette résolution pourrait être trop faible pour détecter les différences à l’échelle des habitats.

Les scénarios climatiques établis pour la Suisse jusqu’en 2085 prévoient une poursuite de l’aggravation des conditions climatiques (CH2011, 2011) qui pourrait avoir de sérieuses conséquences pour la nature et l’environnement. Les plantes sont des organismes fondamentalement sédentaires et elles ne peuvent donc modifier leur aire de répartition que progressivement. Or le changement climatique est beaucoup plus rapide que cette adaptation (Warren et al. 2013). Pour justifier des mesures concrètes, il faut que les scénarios soient confirmés par les faits (Henne et al. 2018). Le MBD livre les constats nécessaires : ses résultats confirment que les associations végétales du « paysage commun » se sont déjà modifiées au cours des vingt dernières années en raison de la hausse des températures depuis 1980.

Fabian Cahenzli et Tobias Roth travaillent pour la société de conseil en environnement Hintermann & Weber SA mandatée pour coordonner les travaux du MBD.

Contact : cahenzli@hintermannweber.ch