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Les écosystèmes de montagne abritent un grand nombre d'espèces animales et végétales, qui ont développé une série d'adaptations en réponse aux fortes contraintes de l'environnement (altitude élevée et climat extrême). Ces écosystèmes d'altitude, de par leurs spécificités, sont donc très sensibles au changement climatique, particulièrement marqué en altitude. Si les modèles prédictifs se vérifient, chaque étage biologique pourrait s'élever en altitude de 600 à 700 m au cours de ce siècle et prendrait donc la place de l'étage qui le surmonte. Les surfaces occupées par l'étage alpin risquent de diminuer fortement pour ne se maintenir que dans les massifs présentant des altitudes élevées. Cette augmentation des températures peut influencer la phénologie végétale, en modifiant l’apparition des événements périodiques (avancement au printemps et retard à l’automne), et également la phénologie animale, en avançant les activités printanières des animaux (notamment chez les insectes, les amphibiens et les oiseaux). Or, pour les animaux non-migrateurs, la principale pression de sélection sur le moment choisi pour la reproduction est la synchronie entre les besoins reproductifs et la disponibilité de nourriture (Visser & Both 2005). Par conséquent, le réchauffement climatique peut perturber les interactions des écosystèmes en altérant les relations entre les espèces animales et végétales. Les mécanismes d’évolutions pour parer à ces changements peuvent être lents. Il apparaît donc important de déterminer s’il existe un décalage entre les réponses des animaux et des plantes au changement climatique, c’est-à-dire une perte de la synchronie.

 

bouleau birch rhodo Arnica montana
Betula sp. R. ferrugineum A. montana
Bombus sp Periparus ater Rana temporaria
Bombus Mendax Periparus ater Rana temporaria

Protocole

Les analyses des données phénologiques récoltées selon les protocoles PhenoPlant et PhenoZoo au cours des 2 années permettent d'évaluer les différences de réponse aux variations de température entre les différents types d'organismes étudiés (plantes herbacées, arbres, insectes, amphibiens, oiseaux, mammifères).
Quatre sites sont concernés : la Vallée de Chamonix (CREA), le Parc Naturel Régional du Massif des Bauges, le Parc Naturel Mont Avic et la Zone de Protection Spéciale Mont Avic - Mont Emilius.

Résultats

L’analyse des données de phénologie végétale et animale disponibles dans les différents secteurs géographiques a été réalisée afin de mettre en évidence un décalage ou une persistance de synchronie entre les réponses des plantes et des animaux.

Il apparait que toutes les espèces végétales (herbacées et arbres) avancent significativement leur date de démarrage au printemps (voir tableau). Les grenouilles rousses ont elles aussi su s’adapter à la précocité du printemps en 2011 en avançant 18 jours leur date de ponte. En effet, les amphibiens inféodés à l’eau lors de leur reproduction sont très sensibles au climat printanier et en particulier à la température qui contrôle le réveil de ces animaux hivernants. De plus en altitude l’accès à au point d’eau n’est permis qu’à la fonte des neiges et une fois l’eau dégelée. Par la suite, l’éclosion puis la vitesse de développement des têtards jusqu’aux stades grenouilles est aussi dépendant de la température (voir phenoZoo).

En revanche les bourdons et les mésanges noires semblent moins bien suivre le réchauffement de l’année 2011. Ces derniers ne se sont décalés que de 10 jours pour les bourdons et 7 jours pour les mésanges noires. Cette «asynchronie» pourrait s’expliquer par le fait que ces organismes réagissent différemment à la température. La mésange charbonnière par exemple ne peut pas accélérer le développent de ces œufs à un réchauffement de la température si il survient après la ponte (Visser et al. 2004). De plus, d’autres facteurs indépendants du climat peuvent contrôler tout ou en partie la phénologie de ces espèces. Par exemple, la durée du jour, fixée par l’orbite et l’inclinaison de la terre par rapport au soleil, est un facteur complètement indépendant du climat. Or il a été prouvé que pour de nombreux organismes la photopériode influence leur phénologie (Visser & Both 2005).

  

Tableau : Nombre de jours de décalage entre les années 2010 et 2011 pour différents taxons de la faune et de la flore

Stade phénologique suivi Décalage (Jour)
Indice de verdissement
des prairies alpines
18
Arbuste (Rhododendron ferrugineum)
Apparition du bouton floral
20
Herbe (Nardus stricta)
Apparition de l’épillet
16
Plante à fleur (Arnica montana)
Apparition du bouton floral
17
Bouleau (Betula sp.)
Débourrement (Ouverture des bourgeons)
16
Bourdons (Bombus mendax)
Apparition des ouvrières
10
Grenouille rousse (Rana temporaria)
Ponte des œufs
18
Mésange noire (Periparus ater)
Ponte des œufs
7

Conclusion

Les protocoles de suivi phénologique utilisés dans le programme PhenoAlp permettent de mettre en évidence des différences d’acclimatation aux variations climatiques selon le type d'organisme. Ainsi, certaines espèces décalent dans le temps leur développement en fonction des conditions climatiques alors que d'autres ne semblent pas pouvoir décaler leur développement avec autant de souplesse. il en résulte une désynchronie entre les organismes proies et prédateurs qui pourrait donc affecter le fonctionnement de l'écosystème.

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