Phénologie

La date d'apparition des feuilles (débourrement, ici d'un marronnier commun) est un des indices phénologiques les plus suivis

L'apparition des premières fleurs de différentes espèces est un autre des indices phénologiques suivis par les jardiniers, agriculteurs, forestiers ou botanistes, notamment aujourd'hui pour évaluer le changement climatique

Le Changement de couleur des feuilles, à l'automne, est un troisième indice suivi en zone tempérée

La date de ponte des amphibiens (ici Rana temporaria), puis d'apparition des têtards sont des indices phénologiques faciles à repérer

La phénologie est l'étude de l'apparition d'événements périodiques (annuels le plus souvent) dans le monde vivant, déterminée par les variations saisonnières du climat.

On étudie surtout la phénologie des végétaux, mais aussi des animaux (notamment oiseaux et insectes), des champignons, et même dans le monde non-vivant, des glaciers. Par exemple, en 1883, les journaux de l’audomarois (l'indépendant et le mémorial artésien) annoncent l’arrivée précoce des premières hirondelles ^[1].

En botanique : Les événements périodiques sont par exemple la floraison, la feuillaison, la fructification, la coloration des feuilles des végétaux.

En zoologie, on note par exemple l'arrivée d'oiseaux migrateurs, l'apparition des larves et/ou formes adultes des insectes.

L'apparition des événements chaque année est un indice d'éventuels changements de divers facteurs, dont climatiques et/ou micro-climatiques, mettant en jeu la température, la longueur du jour, la teneur en eau du sol et de l'atmosphère, etc.

Histoire

La phénologie est une science très ancienne (il était important pour les anciens agriculteurs / cueilleurs / chasseurs et pêcheurs de prévoir les dates de récolte, d'apparition des champignons ou des migrations animales, etc.).
De 1880 à 1945, en France, les stations météo relevaient aussi les dates de retour des oiseaux migrateurs et la floraison des lilas, puis la phénologie est tombée en relative désuétude à partir des années 1950^[2]... avant de connaître un net regain d’intérêt par les études d'Emmanuel Le Roy Ladurie^[3] et à cause du réchauffement climatique, lequel semble avoir déjà fortement modifié la phénologie de plantes et animaux (dates de migration).

Phénologie des plantes

La phénologie des végétaux comporte plusieurs événements majeurs : la floraison, la feuillaison, la chute des feuilles, ... De nos jours, les études portent principalement sur le début et la fin de la période de croissance, c'est-à-dire les moments de reprise ou d'arrêt de la photosynthèse. Cependant, certains végétaux ne présentent pas de phénologie très marquée, c'est le cas notamment des plantes sempervirentes ou des plantes présentes dans les zones chaudes et humides.

Facteurs déterminants

En fonction des régions, différents facteurs agissent sur la phénologie des plantes:

• dans les zones arctiques, boréales et tempérées, c'est principalement la température et la longueur du jour, bien que le manque d'eau puisse jouer un rôle important dans certaines régions.
• dans les zones tropicales sèches, c'est principalement la disponibilité en eau (la croissance des végétaux correspond alors à la durée de la saison humide). La température est aussi importante.

Conséquences du changement climatique sur la phénologie...

Les changements climatiques impliquent une modification des températures et les précipitations et donc de la phénologie.

Avec des températures plus chaudes, on observera (et on observe déjà) dans les régions tempérées un printemps plus précoce et un automne plus tardif. À plus long terme, on pourra certainement observer également une extension des zones climatiques tropicales, ce qui modifiera le type de plante présent et les rythmes biologiques de celles qui survivront dans ces zones.

Chez les plantes, en zone non-équatoriale, les événements printaniers tels que la floraison, la feuillaison arrivent déjà de plus en plus tôt au printemps alors que les événements d’automne tels que la coloration et chute des feuilles tendent à se produire de plus en plus tard (Localement, le phénomène dit de pollution lumineuse peut aussi être en cause, ralentissant aussi la chute des feuilles ; de plusieurs mois parfois sous les lampadaires). La phénologie a par exemple montré que les chênes ont en France gagné 10 jours de croissance supplémentaires par an entre 1962 à 1995^[4].

Chez les arbres, en zone tempérée, et alors que la température moyenne n’a augmenté « que » de 0,6 °C en un siècle, le débourrement des arbres européens et nord-américains étudiés de 1974 à 2001 a déjà fortement évolué : les forestiers ou chercheurs ont noté^[5] pour 8 essences (sur 10 étudiées) :

• une précocité accrue ; en moyenne de 2,9 jours par décennie (pour 17 essences suivies) ;
• une floraison avancée ; en moyenne de 3,4 jours par décennie (pour 46 essences suivies) ;
• une maturation des fruits avancée ; en moyenne de 9,7 jours par décennie.

Dans le même temps les arbres ont (sauf en période de forte sécheresse) connu une croissance accrue en diamètre (cernes plus larges). Un autre indice phénologique a été constaté, bien que moins nettement marqué : c’est le recul de la date de coloration automnale des feuilles (de 0,7 jour par décennie sur 45 ans ; pour la période 1951 à 1996).
Il est possible que cette évolution pose déjà des problèmes écologiques, certains pollinisateurs par exemple pouvant se réveiller trop tard, après les pics de production de pollen.
La précocité du débourrement pourrait diminuer au XXI^e siècle (1 à 6 jours par °C, selon les espèces et les zones géographiques et selon le scénario retenu du GIEC (+ 1 à 6 °C d’ici 2100).), voire se stabiliser en raison d’un froid hivernal insuffisant pour lever la dormance des bourgeons.
Ces modélisations laissent penser que des années à débourrement anormal pourraient survenir (débourrements trop tardifs avec éventuellement des feuilles malformées affectant la croissance et la santé des arbres).

Chez les animaux : Diverses espèces souffrent également des changements phénologiques, et cela risque de bouleverser des écosystèmes entiers comme Al Gore l'explique dans son film "Une vérité qui dérange". Un des symboles de ce problème est devenu l'Ours blanc qui ne peut survivre quand la banquise fond trop vite.

... et rétroactions sur le changement climatique

Si l'on s'intéresse aujourd'hui principalement aux dates de début et de fin des périodes de photosynthèse, c'est que ce phénomène est un élément très important du cycle du carbone, puisqu'il fait intervenir le CO₂ qui est un important gaz à effet de serre. Ainsi, un changement de phénologie influera sur la concentration en CO₂ de l'atmosphère et donc sur le climat de demain.

C'est aujourd'hui une des incertitudes majeures des modèles climatiques qui cherchent à expliquer et étalonner le réchauffement planétaire global. Dans les zones urbaines polluées, des arbres qui ont des feuilles plus longtemps dans l'année ne stockent pas nécessairement plus de carbone.

Phénologie et altitude

La phénologie s'intéresse aussi aux gradients d'altitude ; Ainsi au printemps 2007 en Europe, des noisetiers poussant à 250 mètres d’altitude ont fleuri en moyenne 43 jours avant ceux qui poussent à 1 250 mètres. Chez le frênes, à floraison beaucoup plus tardive, le décalage n’est que de 28 jours^[6]. Ces 2 espèces sont des ressources alimentaires importantes par exemple pour l'ours ou l'écureuil roux.

Voir aussi

• Chronobiologie
• Réchauffement climatique, changement climatique
• Observatoire de l'environnement, Observatoire de la biodiversité
• Code BBCH

Liens externes

• Observatoire Des Saisons
• Programme Phénoclim dans les Alpes
• Système d'Information Phénologique pour la Gestion et l'Etude des Changements Climatiques

Notes et références

• Portail de la botanique
• Portail de l’écologie