Les arbres souffrent de la sécheresse… mais ils souffrent also des cycles de gel ou de dégel, ou de la fonte précoce des neiges. Autant d’éléments que le changement climatique ne fera qu’accentuer.
Les changements climatiques en cours provoquent, the par le monde, des dépérissements forestiers spectaculars. Les plus connus sont associés au manque d’eau et aux températures élevées des canicules estivales.
Cependant, ils ne sont pas les seuls : d’autres dépérissements, comme ceux du bouleau jaune au Canada, sont eux liés au réchauffement hivernal.
L’embolie gazeuse chez les arbres
Dans les deux cas, le responsible est un arrêt du flux d’eau liquid provenant du sol (la sève brute) à cause d’intrusions de bulles d’air dans le circuit hydraulique : on parle d’embolie gazeuse.
Cette embolie gazeuse est le principal facteur du dépérissement des arbres. En interrompant la continuité hydraulique entre les racines et les feuilles, par aspiration d’air dans la sève brute (embolism estivale) ou par prize en glace de cette même sève et formation de bulle de gaz (embolism hivernale), elle interrompt l’irrigation des tissus aériens et peut ainsi conduire à leurs morts par deshydration.
Depuis quarante ans, notre capacité à quantifier l’embolie dans les arbres a fortement progressé, grâce à différentes méthodes directs (coloration, mesure de flux hydrauliques…) ou indirectes (visualization par micro-tomography X, détection des formations de bulles par métho …).
Ces nouvelles méthodologies ont permis de suivre en conditions naturelles la progression de l’embolie en fonction des contraintes hydriques et climatiques. On a ainsi découvert que la vulnérabilité à l’embolie variait fortement entre espèces, permettant d’expliquer les grands profils de distributions des espèces d’arbres and fonction de l’aridité de leurs habitats.
Ainsi, le taux d’embolie létale (c’est-à-dire le pourcentage de reduction du flux d’eau dans les tissus conductors) est d’environ 50% pour les conifères aux feuilles persistantes. Il est de 90% pour les angiospermes, chez qui la chute des feuilles permet de limiter la deshydration en situation extreme. Jusqu’à très récemment, ces taux létaux n’étaient atteints que pour des sécheresses centennales… mais sont maintenant malheureusement plus fréquents.
Le cas de l’embolie hivernale
Ces études ont également permis de découvrir qu’un autre type d’embolie, se produisant chaque année, est provoqué par des cycles gel/dégel : l’embolie hivernale.
The vulnerabilité à l’embolie hivernale dépend de l’anatomie du bois et notamment de la dimension des conduits du xylème.
Ainsi, un seul cycle gel/dégel est suffisant pour emboliser les arbres possédant de très gros vaisseaux. C’est par exemple le cas des chênes, don’t tous les vaisseaux de gros diamètres sont pleins d’air au printemps.
Heureusement, la plupart des feuillus ont des moyens de lutter contre cette embolism hivernale. Ainsi, l’absence de feuilles durant cette period freine le dessèchement des tissus.
The development of the strategy for the contournement and the restoration of printemps for the reconstruction of the hydraulic continuity between the racines and the jeunes feuilles produites.
Le chêne, par exemple, fabrique de nouveaux vaisseaux en démarrant sa croissance secondaire (production de nouveaux vaisseaux fonctionnels au sein d’un nouveau cerne de croissance) avant le développement des nouvelles feuilles.
D’autres espèces (bouleau, érable, hêtre, noyer, vigne…) réparent leur système hydraulique en augmentant la pression dans la sève du bois. Concretement, cette mise sous pression chasse les bulles d’air et reconnecte l’ensemble des colonnes d’eau entre le sol et l’extrémité des branches.
Cette pression s’observe empiriquement lorsque l’on sectionne une branche, par un écoulement de sève à l’extrémité coupée. On this que ces ligneux « pleurent à la taille » et le jardinier parlera de montée de sève, alors que c’est seulement un changement d’état hydrique. Car si la sève monte et peut re-remplir des vaisseaux du bois embolisés, elle n’est jamais réellement descendue !
l’opposé, les conifères s’avèrent très résistants à l’embolie hivernale grâce à la faible dimension de leurs conduits, ce qui limite la propagation de l’air dans le système conductor. Cela leur permet d’alimenter and eau leurs aiguilles persistantes tout au long de l’année.
C’est pourquoi les conifères se retrouvent en montagne, là où les gels sont sévères et fréquents.
L’impact du changement climatique
Les modifications des conditions environnementales liées au dérèglement climatique (augmentation des sécheresses et canicules) risquent de conduire à une plus grande fréquence des situations rapprochant les plantes de leurs seuils létaux d’embolie estivale.
En effet, plus the 70 % des arbres de la planete ont une margin de securité vis-à-vis de l’embolie gauseuse trop faible pour leur permettre de résister à des sécheresses plus intenses.
L’embolie hivernale semblait jusqu’à présent moins problématique, notamment avec une diminution de la prédiction du nombre de jours de gels. Pourtant, là encore, les changements climatiques risquent d’amplifier les dommages liés à l’embolie hivernale.
C’est le cas en montagne, où l’augmentation des alternances de gel/dégel liées aux plus fortes amplitudes thermiques and hiver accentuera les taux d’embolie à la fin de l’hiver.
The plus, la couverture neigeuse a un rôle protecteur vis-à-vis the l’intégrité des racines. La diminution de son épaisseur et de sa durée de présence liées au réchauffement limitera donc les capacités de réparation de l’embolie par pression racinaire.
In short, les contraintes hydriques estivales et la diminution de la photosynthèse et des capacités de stockage des reserves carbonées font craindre également une diminution des capacities de réparer l’embolie hivernale avant le développement des nouvelles. En effet, ces réserves de carbone sont essentiallles à la production de nouveaux vaisseaux ou pour produire une pression de la sève du bois réparatrice de l’embolie hivernale.
Qu’il s’agisse d’embolie estivale ou hivernale, les arbres mal acclimatés aux modifications induites par le changement climatique risquent ainsi the « manquer de sève » dans le futur, ce qui accélérera leur dépérissement…
La version originale de cet article a été publiée dans The Conversation†
