Avec les effets du changement climatique en cours, la sécheresse devient un problème croissant dans de nombreuses régions du monde. Michael Bahn, chercheur au département d'écologie de l'université d'Innsbruck, a participé à plusieurs études sur l'impact de la sécheresse sur les écosystèmes. Ces études, récemment publiées dans des revues scientifiques de premier plan, donnent un aperçu de la complexité des processus qui sous-tendent les réponses des écosystèmes à la sécheresse. Ils soulignent l'importance de la biodiversité pour permettre aux systèmes naturels de résister à la sécheresse.

Le récent rapport du GIEC montre clairement qu'avec le changement climatique en cours, les événements météorologiques extrêmes se produiront plus fréquemment et les périodes sèches seront de plus en plus intenses. Le professeur Bahn et ses collègues ont récemment publié plusieurs études portant sur différents aspects des effets de la sécheresse sur les écosystèmes.

Regarder dans la machine à voyager dans le temps

"Pour explorer comment les écosystèmes sont affectés par la sécheresse, nous avons installé des abris anti-pluie dans les prairies et les forêts. L'objectif est de comprendre comment un écosystème entier avec ses nombreuses interactions réagit à la sécheresse", explique Bahn. "En chauffant des sections de prairie avec des appareils de chauffage et en ajoutant du CO₂ à leur atmosphère, nous pouvons imiter les effets de la sécheresse dans un monde futur."

Alors que le réchauffement augmente à la fois le stress dû à la sécheresse et à la chaleur, une augmentation du CO₂ aide les plantes à économiser l'eau en réduisant la perte d'eau des feuilles. Les expériences multifactorielles de Bahn suggèrent que dans les conditions climatiques futures, les impacts de la sécheresse seront plus graves, mais que la récupération après la sécheresse sera également plus rapide. "Avec cette approche expérimentale, nous pouvons prédire les conditions futures aujourd'hui. C'est comme une machine à remonter le temps", déclare Bahn.

De telles études sont inestimables pour tester et améliorer les modèles écosystémiques. Ceux-ci permettent aux scientifiques d'anticiper les changements dans l'environnement des écosystèmes et comment ces changements affectent le climat. Cette rétroaction est principalement transmise par les gaz à effet de serre, dont le CO₂ et le protoxyde d'azote (N₂ O). "Nos études montrent que la sécheresse réduit considérablement l'absorption de CO₂ par les écosystèmes. Dans le même temps, les précipitations consécutives à la sécheresse entraînent souvent une augmentation des émissions de gaz à effet de serre. Ces "moments chauds" sont particulièrement critiques pour N₂ émissions d'O, en particulier des sols fertilisés", explique Bahn.

Une étude de synthèse à travers de nombreuses études expérimentales et observationnelles publiées plus tôt cette année dans Nature Ecology &Evolution ont révélé que la perte de productivité induite par la sécheresse peut être jusqu'à 50 % supérieure à celle suggérée par les expériences. Par conséquent, les modèles et les évaluations à plus grande échelle devraient également tenir compte des observations de terrain à long terme et des analyses à plus grande échelle des données satellitaires. Dans un autre article récent de la même revue, les scientifiques suggèrent qu'à mesure que le changement climatique progresse, les mécanismes opérant dans les zones arides mondiales pourraient jouer un rôle croissant dans de nombreuses régions actuellement plus humides.

Résilience grâce à la diversité

Les chercheurs ont également commencé à étudier comment les futures augmentations prévues de la fréquence des sécheresses pourraient affecter les écosystèmes. "Notre récent article de synthèse dans Global Change Biology souligne que la sécheresse peut avoir un lourd héritage sur les écosystèmes, ce qui peut modifier la façon dont les écosystèmes réagissent aux sécheresses ultérieures », explique Bahn. Par exemple, dans une expérience de sécheresse à long terme mise en œuvre par Bahn, il a été observé qu'une sécheresse récurrente modifiait la composition de la communauté microbienne du sol. et, de manière inattendue, a rendu le sol moins sensible à la sécheresse.

Les auteurs ont conclu dans leur article dans Nature Communications que la sécheresse récurrente altère la mémoire écologique du sol. Cela pourrait renforcer la résilience des écosystèmes face à de futures sécheresses. Dans un autre article récemment publié dans Science Advances , les chercheurs ont montré que la sécheresse affecte différemment les bactéries et les champignons du sol et qu'elle favorise les agents pathogènes du sol. Les scientifiques ont montré que ce changement dans les communautés du sol peut changer la façon dont la biodiversité amortit les effets de la sécheresse sur la productivité des écosystèmes.

La biodiversité augmente la stabilité de l'écosystème parce que diverses espèces ont différentes façons de faire face aux stress environnementaux. Par exemple, Bahn et ses collègues ont observé que dans les prairies de montagne, les espèces végétales à croissance rapide ont tendance à être plus sensibles à la sécheresse, mais se rétablissent également rapidement; les plantes à croissance lente sont plus résistantes mais se rétablissent plus lentement. Dans le sol, ce sont les champignons qui sont les plus résistants, alors que les bactéries peuvent récupérer rapidement après une sécheresse. Lors de la réhumidification, les bactéries libèrent de l'azote, ce qui profite aux plantes à croissance rapide.

"Les interactions plantes-sol sont des mécanismes importants qui sous-tendent les réponses des écosystèmes à la sécheresse", explique Bahn. Il souligne également l'importance de soutenir la biodiversité lors de la gestion des écosystèmes :"Pour renforcer la résilience des écosystèmes face au changement climatique, nous devons cesser de favoriser les monocultures, telles que les forêts d'épicéas répandues en Autriche."

La neutralité climatique est la mesure la plus importante

Bahn a récemment participé au conseil consultatif scientifique du Conseil autrichien du climat. 100 citoyens, sélectionnés pour représenter statistiquement la population autrichienne, ont identifié des mesures possibles pour atteindre la neutralité climatique d'ici 2040. Bahn a noté que les citoyens avaient un intérêt marqué à aborder activement et de manière constructive la question du changement climatique et de l'adaptation.

"Les politiciens ne doivent pas sous-estimer la volonté des citoyens de soutenir les mesures visant à atténuer la crise climatique", déclare Bahn. "Alors que les mesures de protection et d'amélioration de la biodiversité sont des étapes importantes pour accroître la résilience climatique, il est urgent de prendre des mesures rapides pour ralentir le changement climatique. C'est le principal moteur de l'augmentation récente et à venir de la fréquence et de l'intensité des sécheresses". + Explorer plus loin

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