Le changement climatique retarde l'arrivée du feuillage automnal

À travers l'est des États-Unis, les couleurs de l'automne se font attendre, ce qui ne serait pas sans conséquence.

Publication 27 nov. 2021, 11:07 CET
Landscape in Newark

Les nuances d'or et de rouge inondent enfin cette forêt de Newark, dans le Vermont, alors que le mois d'octobre laisse place à un climat plus frais et des jours plus courts. Le changement climatique réchauffe les températures de l'automne, en moyenne, et retarde le spectacle annuel du feuillage automnal.

Photographie de Tayfun Coskun, Anadolu Agency, Getty Images

L'automne est une période à part dans les forêts qui bordent la côte est des États-Unis, lorsque les arbres explosent de mille nuances automnales. L'air est vivifiant, les journées encore douces et la transformation des feuilles offrent une irrésistible palette de couleurs, si irrésistible qu'elle générerait chaque année près de 30 milliards de dollars en revenus touristiques entre le Maine et les Carolines, d'après une rapide estimation.

« Ici, les montagnes sont splendides, » témoigne Larry Deane, photographe professionnel installé dans les contreforts des montagnes Blue Ridge, en Caroline du Nord, non loin d'Asheville. « En ajoutant les couleurs chatoyantes de l'automne, le résultat est magique. » 

Mais sous l'effet du changement climatique, l'automne est en proie au réchauffement.

Selon la National Oceanic and Atmospheric Administration, le mois d'octobre de cette année était le quatrième octobre le plus chaud sur une période de 142 ans. Aucune surprise à cela : les huit octobres les plus chauds coïncident avec les huit dernières années. Aux États-Unis, une région se réchauffe plus vite que le reste du pays, le Nord-Est, celle où l'on retrouve habituellement les plus beaux feuillages d'automne.

Du Vermont à la Caroline du Nord, le feuillage automnal est apparu avec un léger retard cette année, conformément à une tendance au long terme identifiée par les chercheurs de l'université George Mason à travers une étude menée sur des érables : les couleurs de l'automne arrivent désormais avec plus d'un mois de retard par rapport au 19e siècle. La température n'est pas l'unique facteur alimentant ce phénomène ; le manque de précipitations, les événements météorologiques extrêmes et les invasions d'insectes ont également leur part de responsabilité. Puisque le changement climatique influence tous ces facteurs, il devient difficile d'anticiper la période où le feuillage atteindra son apogée.

Des promeneurs admirent les couleurs dorées de l'automne dans Central Park, à New York. La ville a enregistré des températures automnales supérieures à la moyenne cette année, une tendance qui devrait se poursuivre d'après les scientifiques.

Photographie de Liao Pan, China News Service, Getty Images

De plus, les retards engendrés par le climat dans la coloration des feuilles perturbent les cycles annuels de croissance et de repos des arbres. Les conséquences de ce retard pour les forêts font actuellement l'objet d'études scientifiques, en ce qui concerne notamment le rythme de croissance des arbres, leur répartition et leur capacité à stocker du carbone.

« Outre le retard de l'automne, il faut également se demander si ce phénomène présage un quelconque effondrement de la forêt, » explique Rebecca Forkner de l'université George Mason. « Loin de nous l'intention d'annoncer que "le ciel nous tombe sur la tête", mais nous comprenons que ces changements une façon pour les plantes de nous dire que quelque chose cloche. »

 

UN REPOS NÉCESSAIRE

Tout comme l'Homme, les arbres doivent se préparer à affronter le froid de l'hiver. Durant le printemps et l'été, leurs feuilles produisent un pigment vert appelé chlorophylle qui absorbe la lumière du Soleil et procure aux arbres l'énergie nécessaire à la création des sucres et des glucides dont ils ont besoin pour grandir et survivre.

Lorsque les températures baissent et la durée du jour diminue, signalant la fin de la saison de croissance, les arbres réagissent en mettant un terme à la production de chlorophylle et en absorbant les nutriments restants, comme s'ils baissaient le rideau pour l'hiver. 

Cependant, derrière cette chlorophylle se cachaient à l'été et au printemps des substances chimiques de couleur jaune et orange qui apparaissent à mesure que l'arbre s'endort pour l'hiver. En outre, sous l'effet du froid et des jours raccourcis, certains arbres produisent des anthocyanes rouges, notamment l'érable rouge et l'érable à sucre. Les scientifiques pensent que ces composés rouges protègent les feuilles pour l'hiver à la manière d'un manteau, en les aidant à repousser le froid et en permettant à l'arbre d'absorber les derniers nutriments des feuilles avant que celles-ci ne soient emportées par une vague de froid.

À Wernersville, en Pennsylvanie, les feuilles d'érable prennent une couleur rouille avec l'arrivée de températures plus fraîches au mois d'octobre. Les feuilles rouges sont le fruit de substances chimiques, les anthocyanes, qui aident les arbres à absorber les nutriments des feuilles avant l'hiver.

Photographie de Ben Hasty, MediaNews Group, Reading Eagle, Getty Images

Le processus menant à la tombée des feuilles au fil de l'automne porte le nom de sénescence. Le changement climatique perturbe ce mécanisme chez certaines espèces plus que d'autres, avec des conséquences méconnues. 

« Les végétaux ont une incroyable capacité d'adaptation, » indique Forkner, mais les scientifiques ne connaissent pas encore les limites de cette capacité pour les arbres. « S'ils ne récupèrent pas leurs nutriments, il pourrait y avoir des problèmes dans nos forêts, mais il est encore trop tôt pour en être sûr. Il n'y a pas suffisamment d'études sur le sujet. » 

Dans le Maine, des scientifiques travaillant sur les forêts du parc national d'Acadia ont constaté un lien probable entre nuits chaudes en septembre et retard du feuillage automnal.

« C'est le plus grand signal que nous ayons observé, » indique Stephanie Spera, écologiste à l'université de Richmond qui étudie l'évolution des feuilles dans le parc. « Toute la saison est bouleversée. Je pense qu'elle est beaucoup plus courte. Le printemps démarre plus tôt. Tout est décalé. »

Au cours du siècle dernier, les températures moyennes ont augmenté d'environ 1,5 °C dans le parc. Les arbres et autres végétaux ressentent cette variation. Une plante sur cinq vivant dans le parc il y a cent ans est aujourd'hui introuvable.

 

REGISTRE DES VARIATIONS

Afin d'étudier l'évolution du feuillage automnal à travers l'histoire, Forkner et Alexis Garretson, aujourd'hui doctorant au Jackson Laboratory dans le Maine, se sont tournés vers les herbiers, des collections de plantes entretenues par les universités et autres institutions. En parcourant les registres numérisés de feuilles d'érable recueillies dans le centre et l'est des États-Unis depuis le 19e siècle, ils ont découvert que les premières couleurs automnales apparaissaient avec six heures de retard en moyenne par an depuis 1880. En plus d'un siècle, l'accumulation de ces retards représenterait donc plus d'un mois. 

« On s'attendait tous les deux à un changement, plutôt conséquent d'ailleurs, mais nous avons été surpris de voir un signal si intense, » déclare Garretson.  

Le binôme a également examiné les feuilles à la recherche de dégâts causés par des agents pathogènes ou des animaux herbivores. Ils ont découvert que l'étendue de ces dégâts avait augmenté au fil du temps. Le phénomène semble lié à une augmentation des sécheresses estivales, mais aussi à un changement de couleur tardif des feuilles combiné à leur tombée précoce des arbres : les feuilles endommagées avaient tendance à tomber trois semaines plus tôt que les feuilles saines.  

Avec des températures restant clémentes plus longtemps et l'arrivée précoce du printemps, les arbres connaissent un allongement de leur période de croissance ainsi qu'une réduction de la transition entre les jours chauds et les premières gelées. Les arbres risqueraient donc de ne pas avoir le temps de compléter l'absorption des sucres et des glucides restant dans les feuilles vertes avant l'arrivée du gel hivernal. 

« Les dégâts pourraient venir d'un gel soudain. Les arbres n'auraient pas eu le temps de s'acclimater et les feuilles pourraient tomber avant d'avoir fourni la totalité de leurs nutriments, » met en garde Howard Neufeld, biologiste à l'Appalachian State University.

Cela pourrait nuire à la croissance de l'arbre au printemps suivant. Pour un arbre, le processus de changement de couleur s'apparente à « une visite au supermarché pour stocker toute la nourriture dont il a besoin pour l'année à venir, » illustre Forkner. « S'il ne le fait pas, il y a des répercussions sur sa durée de vie. » 

Si le changement climatique affecte les arbres, la réciproque se vérifie également. Les forêts absorbent environ 30 % des émissions annuelles de dioxyde de carbone et si leur santé se détériore, leur contribution pourrait suivre le même chemin. 

« Ces écosystèmes nous protègent des pires conséquences du changement climatique, » déclare Mukund Palat Roa, climatologue au Lamont-Doherty Earth Observatory de l'université Columbia qui suit l'apparition du feuillage automnal pour mieux cerner l'impact potentiel des variations sur le cycle du carbone. « Si la capacité des forêts diminue sur ce point, qu'adviendra-t-il du dioxyde de carbone dans l'atmosphère ? »

D'après Roa, personne ne sait précisément quelle quantité de carbone un arbre est capable d'absorber ; une période de croissance allongée n'est pas forcément synonyme de bénéfice du point de vue climatique. À l'instar de Forkner et Garretson, une étude menée sur des forêts européennes a récemment montré que certains arbres perdaient leurs feuilles plus tôt que dans le passé. Cela pourrait réduire la quantité de carbone que les forêts extraient de l'atmosphère.

« Les sécheresses sévères ou autres événements stressants poussent l'arbre à baisser le rideau plus rapidement, » indique Paul Schaber, spécialiste en physiologie végétale au sein du service des forêts du département de l'Agriculture des États-Unis. « Si le temps est très, très, très sec, ils perdront leurs feuilles en août. »

 

FENÊTRE SUR L'AVENIR 

Certains arbres pourraient s'adapter plus facilement que d'autres au changement climatique et à mesure que les seconds meurent pour finalement disparaître du paysage, les couleurs de l'automne pourraient être amenées à changer. Les arbres produisant des pigments rouges ont tendance à être majoritaires aux latitudes nord et certains scientifiques suggèrent que la palette pourrait tirer vers les nuances dorées dans les régions australes. 

« Face au réchauffement en Nouvelle-Angleterre, les érables à sucre vont migrer vers le nord à la recherche d'un climat plus frais. Au lieu de sirop d'érable du Vermont, il faudra peut-être envisager un sirop d'érable de Toronto, » explique Neufeld.

Pour le moment, les automnes vont probablement continuer de se réchauffer, tout comme les hivers, les printemps et les étés. 

« Cet automne n'est pas qu'un événement de réchauffement ponctuel. Il s'inscrit dans une tendance observable depuis des dizaines d'années. Et c'est bien là l'essence du changement climatique : des événements individuels inscrits dans une tendance au long terme, » résume Benjamin Cook, climatologue au sein de l'université Columbia. « Cet automne était plutôt doux à New York. Dans 30 ans, il sera peut-être un souvenir frisquet. »

Le spectacle offert chaque année par le feuillage automnal est une occasion propice à la réflexion sur cette tendance, indique Neufeld. « L'automne a la meilleure météo. L'air est frais, vivifiant. Les couleurs de l'automne attirent les touristes, » poursuit-il. « Si nous sommes plus nombreux à sortir, voir la nature et mesurer sa fragilité, alors nous serons peut-être plus disposés à agir pour la protéger. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.

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