Des chercheurs de la North Carolina State University ont utilisé des images satellite et des capteurs de terrain pour estimer les changements mondiaux dans la croissance des feuilles des plantes dus au réchauffement climatique. Les chercheurs ont découvert que les changements dans le « verdissement », ou la quantité de feuilles que les plantes sont capables de produire, joueront un rôle important dans la quantité de dioxyde de carbone que les plantes capturent et stockent.
« Alors que nous travaillons pour anticiper le climat futur, une grande question est : que va-t-il arriver à la végétation, l’un des plus grands réservoirs de carbone sur Terre ? » a déclaré le co-auteur de l’étude Josh Gray, professeur agrégé de ressources forestières et environnementales à NC State.
« Nous savons que les températures vont augmenter et que la saison de croissance sera plus longue dans la plupart des endroits, mais il y a beaucoup d’inconnues sur la façon dont cela affectera le cycle du carbone entre les plantes et l’atmosphère. Nos nouveaux résultats nous permettent d’être plus confiants sur ce que ces changements le seront. »
En plus de changer le calendrier et la durée des saisons, Gray a déclaré que le changement climatique a également entraîné la croissance de nouvelles plantes dans certaines régions. Cependant, les changements climatiques pourraient également contribuer à ce qu’ils appellent le « brunissement ». De plus, Gray a déclaré que des températures plus élevées peuvent interférer avec la photosynthèse des plantes.
Une question majeure en suspens pour les chercheurs sur le changement climatique est de savoir comment les changements dans la durée de la saison et le « verdissement » par rapport au « brunissement » auront un impact sur la quantité de dioxyde de carbone que les plantes absorberont de l’atmosphère à l’échelle mondiale. Ceci est particulièrement important étant donné que le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre qui contribue au changement climatique mondial.
« Un printemps plus tôt pourrait être bon pour la productivité des plantes car vous avez une plus longue période d’absorption de carbone », a déclaré le premier auteur de l’étude, Xiaojie Gao, étudiant diplômé au Center for Geospatial Analytics de NC State. « Cependant, un automne plus long pourrait aggraver la situation. En automne, les plantes ont tendance à émettre du carbone. »
Dans l’étude publiée dans Cycles biogéochimiques mondiaux, les chercheurs ont voulu comprendre le rôle de la durée de la saison de croissance, ainsi que le nombre de feuilles que les plantes produisent, dans l’absorption de carbone. Pour ce faire, ils ont utilisé des mesures satellitaires de la lumière infrarouge de 2000 à 2014 pour mesurer la biomasse foliaire des plantes. Les plantes ne peuvent pas utiliser la lumière infrarouge pour la photosynthèse, elles la réfléchissent donc.
« Les feuilles vertes saines sont un peu comme des miroirs infrarouges », a déclaré Gray. « Ainsi, ils semblent vraiment » brillants « aux satellites dans ces longueurs d’onde. Avec quelques astuces, nous pouvons calculer un indice qui est la combinaison de la luminosité d’un endroit dans les longueurs d’onde infrarouge et rouge, et correspond au nombre de feuilles dans un lieu. »
De plus, les chercheurs ont utilisé des capteurs sur des tours sur le terrain pour mesurer l’échange de dioxyde de carbone entre les plantes et l’air afin de calculer la quantité de carbone que les plantes retirent de l’atmosphère chaque année lors de la photosynthèse.
Ils ont découvert que la quantité de biomasse foliaire, ou la quantité de feuilles produites par les plantes en un an, a un impact plus important sur l’absorption nette de carbone que les changements dans la durée de la saison de croissance.
« Il y a des endroits où nous avons plus de feuilles qu’auparavant, en particulier aux latitudes plus élevées », a déclaré Gray. « Il y a aussi des endroits où le printemps peut arriver tôt et l’automne peut arriver tard. Ces changements affectent tous la quantité de photosynthèse en cours, mais la quantité de feuilles que les plantes produisent a une association plus forte avec l’absorption de carbone que changements dans la durée de la saison de croissance. En d’autres termes, nous avons constaté que les tendances de verdissement étaient plus importantes livre pour livre qu’une prolongation de la saison de croissance pour l’absorption de carbone.
Gray a déclaré que leurs découvertes suggèrent également que l’imagerie satellite pourrait être un outil utile pour aider à suivre les changements dans la croissance des plantes et les changements dans le cycle du carbone, à mesure que le climat change. De plus, leurs découvertes devraient éclairer les prédictions futures du rôle futur des plantes dans la capture du carbone.
« La végétation à travers le monde va-t-elle devenir plus productive ? Cette partie du budget carbone comporte des barres d’erreur assez importantes », a déclaré Gray. « Nous pensons que nous pourrons utiliser ces informations à l’avenir pour être plus confiants quant à ce à quoi ces changements pourraient ressembler. »
Plus d’information:
Xiaojie Gao et al, Les observations de la phénologie de la surface terrestre par satellite indiquent que la verdeur maximale des feuilles est plus associée à la productivité globale de la végétation qu’à la durée de la saison de croissance, Cycles biogéochimiques mondiaux (2023). DOI : 10.1029/2022GB007462