Les feuilles tomberont de plus en plus tôt en automne, voici pourquoi

Chaque automne, les feuilles des arbres changent de couleur avant de céder, nous offrant des paysages exceptionnels. Néanmoins, ce processus est désormais affecté par le changement climatique. Et contrairement à ce que nous pensions avant, nous n’en tirerons aucun avantage.

Pendant une grande partie de l’année, les feuilles convertissent le dioxyde de carbone, l’eau et la lumière solaire en énergie dans un processus appelé photosynthèse. Pour ce faire, elles ont besoin d’un pigment : la chlorophylle qui absorbe les radiations rouges et bleues et réfléchit les longueurs d’onde vertes, d’où leur apparence.

Toutefois, les feuilles contiennent également d’autres pigments : les carotènes (oranges) et les xanthophylles (jaunes). Alors que l’automne arrive, les jours raccourcissent et l’air devient plus sec. Le processus de photosynthèse devient alors trop coûteux pour les arbres qui, dès lors, ralentissent leur métabolisme. Désormais inutile, la chlorophylle est donc « mise de côté », tandis que les pigments jaune et orange prennent le dessus.

Puis, peu à peu, ces arbres laissent mourir leurs feuilles. Ils forment à la base de chacune d’entre elles un petit bouchon composé de subérine et de callose empêchant finalement la sève de circuler. Au bout d’un certain temps, elles finissent par tomber. Puis, lorsque les températures remontent au printemps, la saison de croissance des arbres reprend de plus belle.

Les températures et la durée du jour étaient traditionnellement considérées comme les principaux facteurs déterminant le moment de la chute des feuilles. Et un climat plus chaud entraînant une saison de croissance plus longue, certains scientifiques ont alors supposé que le réchauffement de la planète retarderait ce processus de plusieurs jours. En soi, ce n’était donc pas une si mauvaise nouvelle que ça. Après tout, nous savons que le CO2 est un moteur majeur du changement climatique. Aussi, plus les plantes peuvent en absorber, mieux c’est.

Or, une nouvelle étude renverse aujourd’hui cette théorie et pourrait avoir des effets profonds sur la façon dont nous nous adaptons au changement climatique.

Une limite à l’absorption de CO2

Dans le cadre de ces travaux, des chercheurs de l’ETH Zurich (Suisse) ont examiné les comportements de six espèces d’arbres à feuilles caduques sur près de 4000 sites en Europe centrale, compilées de 1948 à 2015. Concrètement, ils ont cherché à déterminer dans quelle mesure le moment des changements de couleur des feuilles d’automne des arbres était déterminé par la croissance de la plante au printemps et à l’été précédents. Pour ce faire, ils ont enregistré la quantité de carbone absorbée par chaque arbre par saison.

Les chercheurs ont alors découvert que lorsque le taux de photosynthèse augmentait, les feuilles changeaient de couleur et tombaient plus tôt dans l’année, et non plus tard.

D’après les chercheurs, ces résultats montrent qu’il existe donc une limite à la quantité de photosynthèse qu’un arbre peut produire au cours d’une saison de croissance. Pensez à une bassine que vous aimeriez remplir d’eau. Cela peut être fait lentement ou rapidement, mais une fois que la bassine est pleine, vous ne pouvez plus la remplir davantage.

Ainsi, si les arbres à feuilles caduques ne peuvent absorber qu’une quantité déterminée de carbone chaque année, cela signifie qu’une fois cette limite atteinte, plus rien ne peut être absorbé. Dans un monde qui se réchauffe, cela signifie que cette limite est atteinte de plus en plus rapidement, d’où la chute prématurée des feuilles.

Le modèle prédictif de l’étude suggère que d’ici 2100, lorsque les saisons de croissance des arbres devraient durer de 22 à 34 jours de plus, les feuilles tomberont des arbres entre trois et six jours plus tôt qu’elles ne le font actuellement. À titre de comparaison, des études précédentes avaient déterminé que les feuilles tomberaient environ deux à trois semaines plus tard.

Les arbres ne compensent pas

Dans un monde où les niveaux de carbone dans l’atmosphère sont croissants, ces nouvelles découvertes impliquent également qu’un temps plus chaud et des saisons de croissance plus longues ne permettront pas aux arbres feuillus tempérés d’absorber plus de dioxyde de carbone.

Cela a des implications importantes pour la modélisation du changement climatique. Si l’on part du principe que la quantité de carbone absorbée par les arbres à feuilles caduques reste la même chaque année, quelle que soit la saison de croissance, les niveaux de dioxyde de carbone augmenteront de fait plus rapidement que prévu. Les chercheurs calculent en effet que le passage d’un retard à une avance de la chute des feuilles équivaut à environ une gigatonne de carbone en moins stockée dans le monde chaque année par les forêts tempérées. Cela représente environ un dixième de ce que l’humanité émet chaque année.