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Les questions scientifiques

Sur le long terme, comment les espèces répondent-elles aux changements climatiques ?

Le climat

Comment les espèces s’adaptent-elles chaque saison aux variations du climat ?

Le printemps 2013 a été le plus froid depuis 1987 et le printemps 2011 a été le plus chaud des 20ème et 21ème siècles. Ces années exceptionnelles influencent directement la phénologie des espèces animales et végétales. En conséquence, l’ensemble des phases de printemps de la flore étudiée ont été très tardives en 2013, alors qu’à l’inverse, 2011 a été très précoce pour toutes les espèces.

Gel tardif - © C.Randin

La variabilité interannuelle du climat impose de s’appuyer sur des séries de données couvrant une période suffisamment longue pour dégager une tendance.

Malgré ses 10 ans d’existence, le programme Phénoclim n’existe pas encore depuis assez longtemps pour permettre de faire ressortir des tendances fortes sur l’influence du changement climatique sur le décalage des phases phénologiques. C’est sur le très long terme que les études scientifiques doivent s’inscrire pour remplir leur objectif : comprendre l’impact de l’augmentation des températures sur les écosystèmes.

L'altitude

Face aux variations du climat, une même espèce réagit-elle différemment selon sa localisation ?

Les dates des événements phénologiques des espèces végétales sont étroitement dépendantes de la température, qui elle-même varie avec l’altitude. C’est pourquoi il est essentiel en zone de montagne d’analyser les observations phénologiques en tenant compte de l’altitude.

Gradient d'altitude sous les aiguilles de Chamonix - © CREA Mont-Blanc

Pour une même espèce, deux individus peuvent avoir des cycles phénologiques décalés en fonction de l’altitude à laquelle ils vivent. Au printemps, un individu qui vit à des altitudes élevées aura des événements phénologiques plus tardifs qu’un individu installé à des altitudes plus basses. A l’automne, ce même individu à haute altitude aura des événements phénologiques qui démarrent plus tôt. La belle saison est plus courte pour les êtres vivants installés en altitude. Les organismes vivant en altitude ont ainsi développé des adaptations leur permettant de boucler leur cycle de reproduction et de croissance plus rapidement que ceux de plaine.

L’analyse chez les animaux est plus complexe et d’autres paramètres doivent être considérés. En effet, la durée du jour et de la nuit est le principal facteur déterminant la date de reproduction.

Exemple d’un dénivelé de 600 m, écart entre 1 300 m et 1 900 m d’altitude :

  • Décalage chez les mésanges : 8 jours plus tard à 1900m
  • Décalage chez les grenouilles : 38 jours
  • Décalage chez les arbres : 12 jours
  • Différence de température : 3,6 °C de moins à 1900m
  • Décalage de la date de fonte de la neige : 35 jours

Zoom sur la végétation : le mélèze

Selon des recherches en cours au CREA, on observe sur les 10 dernières années que les arbres situés à l’étage subalpin (1600 à 2000 m), auraient une tendance à la précocité du débourrement plus marquée que ceux situés plus bas, dans l’étage montagnard (800 à 1600 m).

Graphique du debourrement du mélèze


Graphique : débourrement du mélèze

Courbe de tendance de l'évolution de la date moyenne annuelle du débourrement du mélèze par gradient d’altitude sur le massif des Alpes.

Étage montagnard (800-1600 m)

Étage subalpin (>1600 m)

 

 

 

 

 

 

 

Les espèces

Pourquoi les espèces réagissent-elles différemment aux mêmes variations climatiques ?

Le premier stade phénologique que l’on observe à la sortie de l’hiver chez le noisetier – à savoir sa floraison – a avancé d’une dizaine de jours en 10 ans. Certaines années, on observe ce stade dès la fin décembre. On dit alors que la floraison du noisetier à une tendance à la précocité plus marquée que les autres espèces et les autres stades.

Floraison de chatons de noisetier - © CREA Mont-Blanc

A partir de ce constat, on peut émettre l’hypothèse que l’impact de l’augmentation des températures serait plus marqué chez les espèces, comme le noisetier, qui débourrent ou fleurissent déjà naturellement plus tôt dans l’année, par opposition aux espèces comme l’épicéa, qui débourrent ou fleurissent bien plus tardivement dans la saison.Pourquoi les espèces réagissent-elles différemment aux mêmes variations climatiques ?

Il est donc important d’étudier un panel d’espèces précoces et tardives pour comprendre si l’augmentation des températures les impacte toutes de la même manière. Les espèces étudiées dans le programme Phénoclim sont ainsi soigneusement choisies pour leurs particularités et leurs complémentarités, représentatives de différents rythmes de développement des êtres vivants au fil des saisons.

 

 

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