Une étude de l'EPFL montre que les forêts tropicales dépassent régulièrement les températures à partir desquelles la photosynthèse commence à s'affaiblir, menaçant ainsi la capacité de la planète à absorber le dioxyde de carbone.Alors que les épisodes de forte chaleur se succèdent, nous ressentons leurs effets sur notre organisme : il nous est plus difficile de fonctionner normalement. Les arbres ont eux aussi leurs limites lorsque les températures sont trop élevées. Au-delà d’un certain seuil, la photosynthèse commence à décliner. Lorsque ce processus, qui permet aux plantes de produire leurs propres nutriments, de libérer de l’oxygène et absorber le CO2 de l’atmosphère, est entravé, la croissance des végétaux est ralentie et leur risque de mortalité est plus élevé.Selon une nouvelle étude de l’EPFL, les forêts tropicales sont de plus en plus exposées à des températures dépassant les limites permettant une photosynthèse efficace, menaçant ainsi leur capacité à absorber le dioxyde de carbone. « Il existe une marge de sécurité d’environ 15 degrés entre la température optimale de fonctionnement des plantes et celle à partir de laquelle leur photosynthèse commence à être affectée. En raison du réchauffement climatique, des sécheresses et des événements extrêmes, cet intervalle s’est considérablement réduit », explique Charlotte Grossiord, professeure assistante tenure track au Laboratoire de recherche en écologie végétale, qui a dirigé l’étude en collaboration avec Devis Tuia, professeur associé au Laboratoire de science computationnelle pour l’environnement et d’observation de la Terre.Publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), cette étude figure parmi l’une des premières à combiner des seuils thermiques spécifiques à différentes espèces avec des observations satellitaires à grande échelle afin d’évaluer le stress thermique dans les forêts tropicales.Quand la photosynthèse ralentit Tout comme la chaleur extrême affecte les fonctions biologiques chez l’être humain, le stress thermique perturbe également les réactions biochimiques qui se produisent dans les feuilles. « Lorsque les feuilles deviennent trop chaudes, les protéines qui permettent la photosynthèse commencent à se dégrader. En conséquence, les arbres absorbent moins de dioxyde de carbone et poussent moins efficacement », explique Charlotte Grossiord.La disparition de certaines espèces végétales est la conséquence la plus dramatique de la hausse des températures. Cependant, ce n’est pas la seule. Les changements dans la composition des forêts peuvent altérer le fonctionnement des écosystèmes, réduisant également la biodiversité animale et affaiblissant la résilience de celle-ci face aux futures vagues de chaleur et sécheresses. Les forêts tropicales comptent parmi les puits de carbone les plus importants au monde. À mesure que leur capacité à absorber le CO₂ diminue, le réchauffement climatique pourrait s’accélérer. Parallèlement, ces écosystèmeslibéreront également moins de vapeur d’eau dans l’atmosphère, augmentant ainsi le risque de sécheresses et d’événements extrêmes à l’échelle mondiale.Bien que le changement climatique progresse rapidement, il s’inscrit dans une échelle de temps qui permet encore à certaines espèces de s’adapter aux conditions changeantes. « Au sein d’une même forêt, des espèces plus tolérantes à la chaleur peuvent s’adapter et remplacer progressivement d’autres espèces qui disparaissent », explique Charlotte Grossiord. Toutefois, la vitesse à laquelle ces changements peuvent se produire, ainsi que les températures au-delà desquelles les plantes ne peuvent plus s’adapter, restent largement inconnues.Une superficie plus grande que la FranceDans cette étude, les chercheuses et chercheurs de l’EPFL ont comparé les températures critiques répertoriées pour 200 espèces avec des mesures de température issues d’observations satellitaires recueillies entre 2001 et 2020. En deux décennies, la superficie des forêts tropicales où les températures à la cime des arbres dépassent le seuil critique moyen est passée de 43 à 57 millions d’hectares, soit une superficie plus grande que la France.Les projections pour l’avenir ne sont pas particulièrement optimistes. D’ici 2050, la superficie de ces écosystèmes dépassant la température critique devrait atteindre 83 millions d’hectares, tandis qu’à la fin du siècle, ce chiffre pourrait grimper à 160 millions d’hectares, soit une superficie supérieure à celle de l’Afrique du Sud.L’impact sur les forêts suissesBien que l’étude se soit concentrée sur les forêts tropicales, les récentes vagues de chaleur ont également poussé certains arbres et cultures suisses au-delà de leur tolérance thermique. Cela suggère que le stress thermique n’est pas uniquement un problème tropical. La méthodologie développée par Devis Tuia et Charlotte Grossiord peut aider à identifier les plantes soumises à ce stress et à déterminer où des mesures d’intervention, telles que l’irrigation, pourraient s’avérer nécessaires. « Nous pouvons détecter les zones à risque et nous préparer pour les décennies à venir », explique la professeure.Extension à d’autres régions et espècesLes scientifiques prévoient d’augmenter le nombre d’espèces étudiées. L’étude actuelle porte sur quelque 200 espèces, alors que les forêts tropicales en abritent plus de 15 000. « Nous nous sommes concentrés sur certaines espèces dominantes. Cependant, les espèces rares peuvent jouer un rôle disproportionné dans le fonctionnement des écosystèmes », note Devis Tuia. Leur objectif est également d’étendre l’étude à d’autres régions de la planète, en particulier en Europe, où les forêts méditerranéennes ont été fortement touchées par les vagues de chaleur et le manque de précipitations.