Dans le désert le plus chaud et le plus sec d’Amérique du Nord, le changement climatique provoque le déclin de plantes que l’on croyait presque immortelles et les remplace par des arbustes plus courts qui peuvent profiter des précipitations sporadiques et des températures plus chaudes.
De nombreuses études ont documenté comment un monde plus chaud et plus sec provoque une redistribution des plantes dans les régions montagneuses tempérées. Une nouvelle étude UC Riverside documente les façons inattendues dont les plantes dans une partie du désert de Sonora font de même.
« Les plantes se déplacent, mais de manière étrange », a déclaré Tesa Madsen-Hepp, première auteure de l’étude et doctorante en évolution et écologie de l’UCR. « Nous pensions que la plupart d’entre eux se déplaceraient vers des altitudes plus élevées avec des températures plus fraîches. Mais alors que certains arbres de basse altitude déclinent et se déplacent vers le haut, nous voyons également d’autres espèces descendre, vers des parties plus chaudes du désert. »
De plus, les chercheurs pensent que les tendances qu’ils ont observées devraient se poursuivre malgré les précipitations extrêmes des derniers mois. « C’est vraiment le réchauffement des températures qui cause le plus de stress pour ces espèces, et une année de pluie n’atténuera pas la trajectoire de sécheresse à long terme », a déclaré Madsen-Hepp.
Publié dans la revue Écologie fonctionnellela recherche non seulement documents comment certains types de plantes se déplacent vers le bas en altitude, mais examine les caractéristiques physiques de ces plantes pour expliquer pourquoi le changement se produit.
Pour faire leurs observations, l’équipe de recherche a visité le Boyd Deep Canyon Desert Research Center, juste au sud de Palm Desert, en 2019. La zone de recherche s’étend sur une gamme de 8 000 pieds de désert à montagne à travers laquelle ils ont voyagé de haut en bas. plantes d’échantillonnage . Cette même zone avait déjà été examinée par des écologistes en 1977 et 2008, fournissant une base de comparaison avec les découvertes plus récentes.
« Les espèces que nous considérons généralement comme assez tolérantes au stress, comme le genévrier de Californie et le pin pinyon, sont en déclin ou se déplacent vers le haut. Et même si elles évoluent, elles ne semblent pas prospérer dans leurs nouveaux emplacements », Madsen- dit Hepp. « Les espèces végétales aux systèmes racinaires moins profonds, comme le brittlebush, le burrow bush et l’ocotillo, se déplacent vers leurs anciens endroits à basse altitude. »
En plus des systèmes racinaires qui dépendent moins de l’eau profonde du sol, qui est de plus en plus rare, ces plantes plus courtes sont également capables de pousser plus rapidement et d’investir moins de ressources dans leurs feuilles.
« Ce sont des espèces plus mauvaises. Elles ont des feuilles » moins chères « en termes de coût du carbone pour les produire, et elles sont caduques en cas de sécheresse », a déclaré Marko Spasojevic, auteur principal et professeur adjoint au Département d’évolution, d’écologie et de biologie des organismes de l’UCR.
« En d’autres termes, ils peuvent laisser tomber les feuilles lorsque les conditions deviennent trop stressantes et attendre que la sécheresse soit terminée. »
Les plantes qui gardent leurs feuilles toute l’année ont tendance à investir dans des feuilles plus épaisses avec une teneur en carbone plus élevée. Ils sont désavantagés par rapport aux plantes plus facilement capables de perdre. Lorsque les plantes perdent leurs feuilles, l’atmosphère ne peut plus en extraire l’eau, ce qui réduit la demande sur les racines pour fournir l’eau perdue.
« La stratégie live-slow-die-old qui fonctionnait pour les plantes dans cet environnement ne fonctionne tout simplement plus aussi bien. L’augmentation du stress climatique dans un environnement déjà extrême les pousse à leurs seuils physiologiques », a déclaré Madsen-Hepp. . « Une fois que ces plantes ont atteint leur limite, il n’y a plus moyen de la réparer. Nous ne pouvons tout simplement pas faire grand-chose pour les ramener », a-t-elle déclaré.
L’équipe a également constaté que, contrairement aux écosystèmes plus tempérés, les altitudes inférieures du désert se réchauffent plus rapidement que les altitudes plus élevées. Les arbustes et buissons qui prennent le dessus ne viennent pas forcément des points les plus élevés du désert. Ce sont aussi des plantes de basse altitude qui ont généralement élargi leur aire de répartition.
À environ 29 mètres par décennie, les changements de gamme vers le haut sont à égalité avec l’extrémité supérieure des taux mondiaux de déplacement des plantes en réponse au réchauffement climatique. En moyenne, les plantes des régions tempérées ont montré des taux de changement de gamme entre 5 et 30 mètres par décennie.
« Nous pensons souvent que la toundra est le signe du changement climatique. Les écosystèmes arctiques et alpins sont très sensibles. Nous constatons ici que cet écosystème est tout aussi sensible, sinon plus », a déclaré Spasojevic. « Et nous connaissons déjà la solution pour réduire le stress. C’est très simple. Réduisez les émissions de combustibles fossiles. »
Plus d’information:
Tesa R. Madsen-Hepp et al, Les traits fonctionnels des plantes prédisent des changements de distribution hétérogènes en réponse au changement climatique, Écologie fonctionnelle (2023). DOI : 10.1111/1365-2435.14308