Les feuilles des arbres feuillus tempérés brillent dans toute leur splendeur jaune et rouge juste avant de tomber, signalant que l’automne est arrivé. Ce processus, appelé sénescence des feuilles, permet aux arbres de se préparer pour l’hiver à venir en suspendant leur croissance et en extrayant les nutriments du feuillage. Dans le cycle phénologique des arbres



Le réchauffement climatique a entraîné des périodes de végétation moreover longues ces dernières années, l’émergence des feuilles printanières des arbres européens se produisant approximativement deux semaines plus tôt qu’il y a 100 ans et la sénescence automnale environ 6 jours in addition tard. On s’attend généralement à ce que la sénescence proceed d’être retardée dans un climat qui se réchauffe, augmentant la quantité de carbone capturée par ces plantes sous le changement climatique.

Quels facteurs déclenchent la mort des feuilles en automne ?

Cependant, les chercheurs de l’ETH Zurich sont maintenant arrivés à la conclusion opposée. Dans une étude publiée dans la revue Science, ils ont démontré un mécanisme d’autorégulation qui limite la période productive ce qui pourrait entraîner une chute des feuilles moreover précoce en automne.



Limitation du puits comme pilote de sénescence

« Il était auparavant difficile de prévoir avec précision la saison de croissance des arbres, car les facteurs de la sénescence des feuilles n’ont pas été bien compris », déclare Constantin Zohner, responsable de l’étude et scientifique senior au Crowther Lab de l’ETH Zurich.

Jusqu’à présent, les scientifiques ont généralement supposé qu’après la fin de l’été, les baisses automnales de la température et de la durée du jour sont les principaux indices déterminant le second de la sénescence des feuilles. Certaines études indiquent en outre que l’émergence des feuilles au printemps a un effet sur la mort des feuilles à l’automne. « Mais comme l’importance de ces mécanismes restait floue, les modèles phénologiques n’étaient au mieux qu’en partie capables de prendre en compte ces effets », explique le biologiste.

le phénomène de limitation des puits de carbone. Dans cette hypothèse, la rareté des éléments nutritifs du sol comme l’azote, entre autres, limite la quantité de CO2 qu’une plante peut absorber pendant la saison. Moreover les arbres de carbone absorbent au printemps et au sumer, plus tôt la sénescence des feuilles devrait donc commencer.

mais n’a jamais été testé sur les arbres. C’est ce qui a motivé les chercheurs de l’ETH Zurich à étudier les moteurs de la phénologie automnale avec une approche combinée d’observations sur le terrain, de exams en laboratoire et de modélisation.

Les observations à lengthy terme de six espèces d’arbres à feuilles caduques européennes au cours des 6 dernières décennies ont constitué la base de l’étude. À l’aide de ces données, l’équipe de Zohner a testé l’influence relative de divers facteurs sur le moment de la sénescence automnale, y compris l’émergence des feuilles au printemps la concentration de CO2, la température et les précipitations.

En outre, les chercheurs ont également effectué une série d’expériences avec des jeunes arbres dans des chambres climatiques et à l’extérieur. Cela leur a permis d’isoler les effets de la température

les années avec une photosynthèse accrue au printemps et en été, la sénescence des feuilles commençait additionally tôt Les expériences ont confirmé ces résultats.

Un nouveau modèle de sénescence d’automne

les températures automnales et la durée du jour sont les principaux moteurs de la sénescence », explique l’auteur principal Deborah Zani en expliquant les forces impliquées. « Plusieurs autres facteurs, tels que les concentrations atmosphériques de CO2, les températures estivales, les niveaux de lumière et les précipitations semblent également influencer la sénescence »

Les automnes moreover chauds sous le changement climatique ont donc tendance à retarder la sénescence. Cet effet, cependant aux périodes estivales plus chaudes et à l’émergence précoce des feuilles.

Zani et Zohner ont développé un nouveau modèle de phénologie automnale qui prend en compte tous les facteurs en fonction de leur poids. Ce modèle a permis aux chercheurs de prédire le minute de la sénescence automnale au cours des 6 dernières décennies avec jusqu’à 42% de précision en in addition par rapport aux modèles précédents.

Les auteurs ont ensuite utilisé ce modèle pour générer des prévisions mises à jour du moment de la sénescence des feuilles sur le reste du siècle et les résultats étaient assez inattendus. Jusqu’à présent, on s’attendait à ce que la sénescence se produise deux à trois semaines as well as tard à la fin du siècle. « Notre nouveau modèle suggère le contraire les feuilles vieilliront trois à 6 jours plus tôt qu’aujourd’hui », explique Zani. « Cela signifie que la saison de croissance ne sera prolongée que de 8 à 12 jours d’ici la fin du siècle, environ deux à trois fois moins que ce que nous pensions auparavant », ajoute Zani. Elle a réalisé l’analyse et la modélisation des données dans le cadre de sa thèse de maîtrise au Crowther Lab.

Effect sur le bilan carbone

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé les données du Pan European Phenology Job, évaluant un full de 434 000 observations phénologiques dans 3 800 web pages d’Europe centrale entre 1948 et 2015. Six espèces représentatives ont été étudiées: marronnier d’Inde, bouleau argenté, hêtre européen, Mélèze européen, chêne anglais et sorbier.

Les auteurs considèrent leur étude comme la preuve que les forêts tempérées ont une capacité limitée à absorber le CO2: « L’absorption saisonnière de CO2 augmentera probablement dans une moindre mesure avec la hausse des températures que les modèles plus anciens ne l’avaient prédit », dit Zohner. Les chercheurs de l’ETH Zurich souhaitent désormais mieux comprendre la limitation des puits de carbone dans les forêts de la terre.