Le moment de la période chaude détermine l’intervalle de temps entre la floraison et le déploiement des feuilles

Les changements induits par le réchauffement dans la phénologie de la végétation ont considérablement affecté le bilan énergétique terrestre ainsi que les cycles du carbone et de l’eau, qui à leur tour exercent une rétroaction biophysique et biogéochimique sur le système climatique. La phénologie printanière des espèces d’arbres tempérées et boréales a considérablement progressé avec le réchauffement au cours des dernières décennies, mais la plupart des études précédentes se sont concentrées sur une seule phénophase, comme la floraison ou le déploiement des feuilles.

Cependant, les réponses phénologiques au changement climatique au sein des espèces peuvent varier considérablement entre les différentes phénophases. La floraison (FL) et le dépliement des feuilles (LU) sont les phénophases les plus importantes qui déterminent la reproduction et la croissance végétative des plantes. La floraison et le dépliement des feuilles se produisent au début du printemps pour la plupart des espèces à feuilles caduques, mais leurs réponses aux signaux environnementaux sont largement différentes selon les observations phénologiques in situ et expérimentales.

De telles réponses divergentes peuvent modifier l’intervalle de temps entre la floraison et le dépliement des feuilles (ΔLU-FL), ce qui influence séquentiellement l’efficacité du transfert de pollen, l’allocation des ressources et la forme physique des plantes, modifiant finalement la structure et le fonctionnement de l’écosystème terrestre. Malgré son importance potentielle, l’impact du changement climatique sur l’intervalle de temps entre la floraison et le dépliement des feuilles a reçu peu d’attention.

Afin d’étudier les effets du refroidissement hivernal, du réchauffement printanier et de la photopériode sur le ΔLU-FL, une expérience a été menée par le Maître Shuxin Wang et le Dr Zhaofei Wu (Collège des sciences de l’eau, Université normale de Pékin) sur la base de brindilles prélevées sur deux fleurs -premières espèces d’arbres tempérées à Pékin, Populus tomentosa et Amygdalus triloba.

« Lorsque nous comparons l’effet du réchauffement hivernal et printanier sur l’intervalle de temps entre la floraison et le déploiement des feuilles, nous avons étonnamment découvert que ces deux périodes de réchauffement ont des effets opposés », explique Shuxin Wang, le premier auteur de l’article.

Un hiver plus chaud a réduit l’accumulation de froid et a par la suite entraîné une exigence plus élevée de GDD pour la phénologie printanière. Une augmentation plus faible des besoins en GDD pour la floraison que pour le déploiement des feuilles peut entraîner une plus grande avance de la floraison que du déploiement des feuilles, entraînant ainsi un intervalle de temps prolongé entre ces deux phénophases. Au contraire, une plus grande sensibilité à la température du dépliage des feuilles que de la floraison a entraîné un intervalle de temps raccourci entre la floraison et le dépliage des feuilles.

« Les changements dans l’intervalle de temps entre la floraison et le déploiement des feuilles peuvent avoir des implications écologiques importantes. Par exemple, cela peut entraîner une asynchronie entre le moment de la floraison et du déploiement des feuilles et le moment de l’approvisionnement optimal en ressources (par exemple, l’eau et les nutriments), et finalement réduire la plante. fitness, modifient la concurrence relative entre différentes espèces et affectent la structure et le fonctionnement de l’écosystème terrestre », souligne le professeur Yongshuo Fu de l’Université normale de Pékin. « Cependant, nous nous sommes concentrés uniquement sur deux espèces qui fleurissent en premier dans la présente étude, mais la façon dont les espèces avec des séquences fleur-feuilles et des stratégies de vie différentes réagissent au changement climatique reste incertaine. »

« Les amplitudes de réchauffement futures devraient varier d’une saison à l’autre, et une ampleur de réchauffement plus importante en hiver qu’au printemps est attendue. Nous soulignons donc que la réduction du refroidissement induite par le réchauffement hivernal peut prolonger l’intervalle de temps entre la floraison et le déploiement des feuilles, ou au moins limiter le printemps -la contraction induite par le réchauffement de cet intervalle, préservant ou améliorant le succès de la reproduction et atténuant le stress hydrique », explique le professeur Yongshuo Fu.

Cette variabilité peut avoir des conséquences importantes sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes et des rétroactions sur les systèmes climatiques. Pour une compréhension plus complète des réponses phénologiques au changement climatique et de leurs implications écologiques, d’autres expériences de manipulation sont recommandées en utilisant plus d’espèces d’arbres, en particulier les espèces à feuilles qui se déploient en premier.

La recherche a été publiée dans Science Sciences de la vie en Chine.