Sensibilité de la végétation plus élevée à la sécheresse météorologique en automne qu’au printemps dans les biomes européens

Communications Terre & Environnement volume 4, Numéro d'article : 299 (2023) Citer cet article

182 accès

5 Altmétrique

Détails des métriques

L’Europe a connu de graves sécheresses au cours des dernières décennies, posant des défis pour comprendre les réponses de la végétation en raison de la diversité de la répartition de la végétation, des différents stades de croissance, des différentes caractéristiques de la sécheresse et des facteurs hydroclimatiques concomitants. Pour analyser la réponse de la végétation à la sécheresse météorologique, nous avons utilisé plusieurs indicateurs de végétation dans les biomes européens. Nos résultats révèlent que la sensibilité de la végétation à la sécheresse augmente à mesure que la canopée se développe tout au long de l'année, avec des sensibilités allant de −0,01 au printemps à 0,28 en automne et des zones sensibles à la sécheresse de 18,5 à 57,8 % en Europe. La pénurie d’eau dans les sols exacerbe temporairement la sensibilité de la végétation à la sécheresse, alors que son impact spatial est limité. La sensibilité de la végétation à la sécheresse est fortement corrélée au déficit de pression de vapeur et partiellement à la concentration atmosphérique de CO2. Ces résultats mettent en évidence les variations spatio-temporelles des sensibilités de la végétation à la sécheresse et l'influence des facteurs hydroclimatiques. Les résultats améliorent notre compréhension de la réponse de la végétation à la sécheresse et de l'impact de facteurs hydroclimatiques concomitants, fournissant ainsi des informations infra-saisonnières précieuses pour la gestion de l'eau et la préparation à la sécheresse.

Les sécheresses sont des périodes de disponibilité en eau inférieure à la moyenne à long terme1. Le changement climatique entraîne une augmentation de l’intensité, de la durée et de la fréquence des sécheresses dans certaines régions du monde2,3, ce qui a un impact négatif à la fois sur les sociétés et les écosystèmes4,5. La sécheresse peut diminuer la productivité de la végétation6, modifier la composition de la végétation7, diminuer la biodiversité8,9 et réduire les services écosystémiques5. De nombreux pays européens ont souffert de graves sécheresses estivales au cours des dernières décennies10,11,12. En Europe et au Royaume-Uni, la perte économique annuelle moyenne due à la sécheresse entre 1981 et 2010 était d’environ 9 milliards d’euros, dont la moitié provenait de l’agriculture13,14, ce qui souligne l’importance de la préparation et de la connaissance des réponses de la végétation à la sécheresse.

Les sécheresses météorologiques, causées par un déficit de précipitations, ont des effets complexes sur la croissance de la végétation qui sont influencés par de multiples facteurs hydroclimatiques. Ici, la « croissance » fait référence aux processus de végétation qui entraînent des changements dans la biomasse ou la production primaire au sens large15. Les facteurs hydroclimatiques comprennent la disponibilité en eau du sol (humidité du sol, SM), la sécheresse atmosphérique transitoire (déficit de pression de vapeur, VPD), le rayonnement solaire (rayonnement net, Rn) et la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone (aCO2)16,17,18,19. Ces facteurs peuvent interagir de manière à amplifier ou atténuer les impacts de la sécheresse sur les processus biophysiques. La réponse de la végétation à la sécheresse météorologique dépend du fait que sa croissance soit limitée par l'eau (SM) ou l'énergie (Rn)17. Alors que les rôles relatifs du SM et du VPD sur la végétation en période de sécheresse sont difficiles à démêler20. En outre, l’effet de l’aCO2 lors du stress hydrique de la végétation reste débattu21 et est étroitement lié à d’autres facteurs22. Une étude approfondie est nécessaire pour évaluer les rôles relatifs de ces facteurs sur la croissance de la végétation et les réponses à la sécheresse, pour parvenir à une compréhension globale de l'interaction entre divers facteurs concomitants avec la sécheresse météorologique.

L’indice standardisé de précipitations et d’évapotranspiration (SPEI)23 est souvent utilisé pour estimer les caractéristiques des épisodes de sécheresse météorologique, notamment la gravité, l’intensité et la durée de la sécheresse ; pour une définition détaillée, voir réf. 24. Le SPEI prend en compte le bilan hydrique entre les précipitations et la demande atmosphérique en eau par évaporation et fournit une compréhension globale des conditions de stress hydrique sur la végétation aux échelles mondiale et régionale25,26,27,28. Il a été démontré que le SPEI surpasse d’autres indices dans l’évaluation des impacts de la sécheresse sur l’humidité du sol, les activités de végétation, le rendement des cultures et la croissance des forêts29,30,31. Le SPEI calculé à partir de données climatiques grossières (0,5 degrés) a été utilisé pour évaluer les impacts de la variabilité interannuelle du SPEI sur les activités de végétation à l'échelle mondiale et régionale32,33. Les données de réanalyse climatique à haute résolution (0,1 degré) récemment développées offrent la possibilité d'évaluer les impacts de la sécheresse sur la végétation à l'aide du SPEI avec des informations spatialement détaillées.