Quand la photosynthèse déclinera-t-elle sous l'effet du réchauffement ?
Publié par Isabelle le 16/04/2019 à 14:00
Source: CEA

©Ramdan Nain
Une équipe internationale impliquant le LSCE révèle l'existence de températures optimales pour l'absorption du CO2 par les écosystèmes terrestres. Les forêts humides tropicales pourraient bien être prochainement affectées par le dépassement (Un dépassement est le fait de rouler pendant un instant, en général relativement court, à côté d’un autre véhicule...) de ces valeurs seuils.

La photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est...) a besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins...) de soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine...), d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), mais pas trop. Au-delà d'une certaine température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...), elle ralentit. La question d'un optimum de température est importante en écologie végétale pour comprendre comment les écosystèmes sont adaptés au climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) présent et pourraient être affectés par le réchauffement futur.

Les chercheurs dessinent pour la première fois une carte des températures de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des...) optimales qui maximisent la photosynthèse en tous points du globe.

Cette étude s'appuie à la fois sur des mesures à l'échelle d'écosystèmes et sur des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) collectées par des satellites (Satellite peut faire référence à :) d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...). D'une part, des stations météo spécialisées ("tours à flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans...)"), déployées par l'Infrastructure européenne Icos (Integrated Carbon Observation System), permettent de mesurer en continu les échanges de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le cas...) avec l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). D'autre part, l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) photosynthétique peut être surveillée depuis l'espace par des instruments qui relèvent le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) réfléchi par la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) terrestre ou la fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut servir à caractériser un matériau.) de la végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui poussent sur une surface donnée de sol, ou dans un milieu...).

"Ces données démontrent l'existence d'un optimum de température pour chaque écosystème au-delà duquel la photosynthèse diminue, et cet optimum est bien plus faible que la température maximale (proche de 30°C) à partir de laquelle les réactions enzymatiques de photosynthèse diminuent", explique Philippe Ciais, l'un des co-auteurs de l'étude.

La moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) globale de ces températures optimales est estimée à 23 ± 6 ° C, les régions chaudes bénéficiant de valeurs plus élevées que les froides. Ce dernier point (Graphie) témoigne d'une adaptation de long terme des écosystèmes aux conditions climatiques.

Le cas des forêts tropicales humides, qui jouent un rôle important pour le cycle de l'eau et l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie électronique. Le photon est détruit lors de ce...) du CO2 à l'échelle globale, est cependant préoccupant. La température optimale pour la photosynthèse est déjà atteinte et dans tous les scénarios, y compris celui d'un réchauffement modéré de +2°C, ces forêts pourraient voir leur capacité de fixation du CO2 atmosphérique diminuer.

Références publication:
Air temperature optima of vegetation productivity across global biomes, Nature Ecology and Evolution
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