Selon une étude, la réduction de la couverture neigeuse et le changement de végétation perturbent les écosystèmes alpins

Le changement climatique perturbe le cycle de l’azote entre certaines plantes et les microbes du sol, provoquant de « fausses sources » pendant la journée qui rendent les plantes plus vulnérables aux nuits glaciales.

Selon une nouvelle étude, la réduction de la couverture neigeuse et les changements de végétation dans les Alpes, provoqués dans une certaine mesure par le changement climatique, conduisent certains écosystèmes de montagne à lutter pour retenir les nutriments qui nourrissent la végétation.

L'étude, publiée dans la revue Global Change Biology le mois dernier, montre que les écosystèmes alpins pourraient avoir du mal à retenir des éléments vitaux comme l'azote, nécessaires au maintien de la croissance des plantes et de la biodiversité.

« Cela ajoute vraiment à la littérature, affirmant qu'il est vraiment important de comprendre l'interaction entre les différents éléments d'un écosystème et quels seront les effets du changement climatique », a déclaré Olivier Dangles, auteur du livre de 2023 Climate Change on Mountains. l'étude.

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Le réchauffement des prairies alpines, qui se produit à un rythme deux fois supérieur à la moyenne mondiale, provoque d’importantes perturbations dans les fonctions écosystémiques des plantes et des sols. Ce réchauffement accéléré entraîne une diminution significative de la couverture neigeuse et favorise la migration ascendante rapide de petits arbustes comme la bruyère.

Le cycle de l’azote entre les plantes et les microbes du sol au fil des saisons est vital pour la rétention de l’élément dans les écosystèmes alpins.

« L'aspect saisonnier est vraiment important dans ces montagnes, et le changement climatique peut réellement perturber ces processus saisonniers », a déclaré Arthur Broadbent, chercheur à l'Université de Manchester et auteur principal de l'étude. « Cela peut perturber un peu l'écosystème et potentiellement conduire à ne plus pouvoir conserver des nutriments essentiels comme l'azote aussi bien qu'avant. »

Pour mieux comprendre l'impact de la réduction de la couverture neigeuse et des arbustes sur l'apport d'azote des plantes, l'équipe de chercheurs a mené une expérience de manipulation de la neige et d'expansion des arbustes dans une zone de prairie alpine des Alpes de l'Ötztal au Tyrol, en Autriche.

Arthur Broadbent, chercheur à l'Université de Manchester, pellete la neige de l'une des 16 parcelles.  Crédit : Michael BahnArthur Broadbent, chercheur à l'Université de Manchester, pellete la neige de l'une des 16 parcelles.  Crédit : Michael Bahn
Arthur Broadbent, chercheur à l'Université de Manchester, pellete la neige de l'une des 16 parcelles. Crédit : Michael Bahn

Les arbustes ont augmenté en abondance sur le site de 2003 à 2015 et se sont également déplacés vers des altitudes plus élevées, probablement en réponse au changement climatique. Le réchauffement des températures pousse les espèces de montagne vers le haut alors qu’elles tentent de rester dans leur zone de confort. Les chercheurs ont manipulé la neige, la retirant manuellement à trois reprises de 16 parcelles.

Pour comprendre la dynamique saisonnière du site d'essai, les chercheurs ont échantillonné le sol à quatre moments saisonniers clés pour les écosystèmes alpins : en mai après la fonte des neiges, lorsque les plantes alpines commencent à pousser et à obtenir une grande partie de leur apport annuel en azote ; en juillet, au pic de croissance des plantes ; en septembre, lorsque les plantes commencent à se détériorer à cause de la baisse des températures ; et en février à la mi-saison des neiges.

Les effets au printemps, en particulier après la fonte des neiges, et en automne, au moment de la détérioration des plantes, ont été particulièrement prononcés, car la réduction de la couverture neigeuse et l'expansion des arbustes ont perturbé le couplage saisonnier du cycle de l'azote des plantes et du sol. Au printemps, l’absorption d’azote par les plantes a diminué de 70 pour cent. En automne, il y a eu une diminution de 82 pour cent.

« Les gens savent tout sur les périodes de floraison des plantes et l'émergence des pollinisateurs et sur la nécessité d'une correspondance étroite entre l'émergence du pollinisateur qui pollinise une plante particulière et le moment où elle fleurit », a déclaré Broadbent. « Les gens ne sont peut-être pas conscients du fait que cela existe également avec les plantes et le sol et qu'il existe des transitions très importantes entre la croissance des plantes et les microbes du sol. »

Pendant les hivers alpins, la neige fonctionne comme une couverture protectrice, permettant aux microbes du sol d’accumuler des nutriments dans leur biomasse, ce qui aide également les plantes à survivre aux rigueurs de l’hiver. Grâce à une couche de neige constante qui assure une isolation à température constante, les plantes et les micro-organismes peuvent rester en dormance, protégés des variations extrêmes de température dans les Alpes.

Cependant, des recherches montrent que le changement climatique pourrait entraîner une réduction de 80 à 90 % de la couverture neigeuse dans certaines parties des Alpes d'ici la fin du siècle.

Pendant les journées d’hiver dans les écosystèmes alpins, des couvertures de neige isolent le sol et réfléchissent la lumière du soleil et la chaleur loin de la terre. Sans la couverture neigeuse, le sol se réchauffe, conduisant à ce que Broadbent appelle un « faux printemps », au cours duquel les plantes sortent de leur dormance. Cependant, à la tombée de la nuit, la température retombe sous zéro. Cette baisse soudaine peut être préjudiciable tant aux plantes qu’aux micro-organismes.

« Cette neige est aussi un réservoir. Nous souhaiterions donc peut-être examiner davantage à l’avenir ce qui se passerait si ce réservoir d’eau et ce stockage d’eau disparaissaient », Michael Bhan, directeur du Collège doctoral d’Innsbruck (IDC) de biologie alpine et de changement global et auteur collaborateur. à l'étude, a déclaré.

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