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Deux études majeures, auxquelles ont participé deux chercheurs de l'Université de Lausanne, le Dr Pascal Vittoz et le Prof. Antoine Guisan du Département écologie et évolution, confirment les déplacements passés, présents et futurs de la flore des montagnes sous l'effet des changements climatiques.
En comparant le passé au futur, la première étude, publiée dans Science, montre qu'un net enrichissement a été observé ces dernières années sur les sommets de toutes les montagnes européennes, excepté au sud où la sécheresse conduit plutôt une diminution des espèces. En regardant ensuite le présent pour prédire le futur, la deuxième étude, publiée le 7 mai 2012, dans Nature Climate Change conclut que cette tendance devrait se poursuivre et s'amplifier au 21ème siècle dans les Alpes, conduisant à l'extinction de certaines espèces. Cependant, la diminution des populations sera faible ces prochaines décennies, ce qui pourrait amener à sous-estimer dans un premier temps l'impact à long terme des changements climatiques.
Sous l'effet du réchauffement climatique, on s'attend à ce que les espèces migrent vers les pôles et en altitude vers les sommets. Ceci devrait conduire à une augmentation du nombre d'espèces sur les sommets dans un premier temps, mais à la disparition des espèces adaptées aux conditions extrêmement froides dans un second temps, par incapacité à subsister face à la compétition des nouvelles arrivantes. Plusieurs études avaient déjà tenté de chiffrer ces pertes, mais parce qu'elles ne tenaient pas compte de tous les facteurs, elles conduisaient à de grandes incertitudes.
Dans une étude publiée dans Nature Climate Change, une équipe internationale a utilisé une approche de prédictions novatrice qui tient compte à la fois de la capacité des espèces à se déplacer dans le paysage et de la persistance locale de leurs populations, parfois pendant plusieurs décennies, dans des conditions devenues défavorables. Les auteurs appliquent cette méthode à 150 espèces de plantes dans l'ensemble des Alpes pour simuler leur migration au rythme des changements climatiques attendus pour ce 21ème siècle. Les résultats montrent que d'ici 2100, les espèces considérées auront perdu en moyenne entre 44 et 50% de leur répartition actuelle, une proportion inquiétante mais toutefois inférieure aux résultats obtenus avec les modèles précédents.
La nouveauté de cette étude est de montrer que le réchauffement sera considérablement plus rapide que le déplacement des espèces. De nombreuses populations pourraient persister temporairement dans des conditions climatiques devenues défavorables, avant de disparaître sur le long terme. Ce décalage est dû aux déplacements trop lents de nombreuses espèces (leurs graines étant souvent peu adaptées aux transports sur de longues distances) et à l'importante longévité de nombreuses espèces végétales. Cette persistance entraînerait un temps de réponse décalé par rapport aux extinctions prédites par les études précédentes.
Cette lente réaction des espèces pourrait conduire à des conclusions trop optimistes car, en apparence, les populations de plantes alpines ne diminueraient alors que lentement ces prochaines décennies, avec peu de disparitions observées. L'impact final des changements climatiques sur la flore alpine ne devrait ainsi pas devenir pleinement visible avant plusieurs décennies ou siècles. Les scientifiques utilisent la notion de dette d'extinction pour caractériser le décalage qui pourrait être observé entre la cause - le réchauffement climatique - et ses conséquences sur la biodiversité, et qui devra désormais être pris en compte dans la gestion future du patrimoine biologique.
De plus, les chercheurs ont montré que les espèces endémiques des Alpes européennes, qui ne se trouvent nulle part ailleurs dans le monde, pourraient être particulièrement sensibles aux changements climatiques. Jusqu'à 75% d'entre elles perdraient plus de 80% de leur répartition actuelle parce qu'elles ont souvent que de faibles capacités de déplacement des graines entre générations et sont présentes avant tout dans des massifs externes des Alpes, avec des sommets particulièrement bas. Leur disparition représenterait une perte importante, étant donné qu'elles sont des héritages naturels pour les régions concernées et que leur perte serait irréversible.
L'autre article, publié le 20 avril 2012 dans Science, rapporte les mêmes éléments, mais cette fois observés en direct sur l'ensemble des hautes montagnes européennes dans le cadre du projet GLORIA. Dix-sept équipes ont inventorié en 2001 et 2008 à l'aide d'une procédure standardisée 66 sommets situés au-dessus de la limite de la forêt. Une des équipes s'est intéressée à quatre sommets valaisans. Bien que la période soit courte, ils ont observé, comme attendu, sur la majorité des sommets une augmentation du nombre d'espèces: les espèces de moyenne montagne trouvent maintenant au-dessus de la limite de la forêt des conditions favorables à leur développement, enrichissant la flore des sommets. Par contre, ils n'observent pas ou encore très peu de diminution des populations. Mais une fois que les nouvelles espèces arrivées seront bien installées, elles risquent d'éliminer par compétition les anciennes occupantes, potentiellement affaiblies par des conditions devenues trop chaudes pour elles.
Cependant, les sommets de la région méditerranéenne font exception en montrant déjà majoritairement une diminution de la diversité en espèce. Ces sommets sont caractérisés par des étés très secs. Les précipitations y tombent en bonne partie sous forme de neige en hiver et au printemps et l'alimentation en eau des plantes par la fonte des neiges durant la saison sèche est donc cruciale. Une augmentation des températures et une diminution des précipitations génèrent alors des conditions plus contraignantes et certaines espèces disparaissent, particulièrement sur les sommets les plus bas, donc les plus chauds et secs. Or, les montagnes méditerranéennes sont majoritairement peu élevées et riches en endémiques, qui montrent déjà de plus fortes diminutions, comme prédit par le premier article.
Ces deux études se complètent et montrent que les changements climatiques ont déjà des effets visibles sur la biodiversité alpine. Même si, apparemment, une augmentation du nombre d'espèces semble favorable, il faut se méfier de tout optimisme, les observations faites dans les montagnes méditerranéennes étant les signaux précurseurs d'importants déclins futurs. Des suivis sur le long terme sont donc essentiels pour étudier les impacts écologiques réels des changements climatiques sur la flore alpine.