Des chercheurs découvrent que la diversité végétale stabilise la température du sol

Une nouvelle étude a révélé une solution naturelle pour atténuer les effets du changement climatique, tels que les événements météorologiques extrêmes. Des chercheurs de l'Université de Leipzig, de l'Université Friedrich Schiller de Jena, du Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité Halle-Jena-Leipzig (iDiv) et d'autres instituts de recherche ont découvert qu'une grande diversité végétale agit comme un tampon contre les fluctuations de la température du sol. Ce tampon peut alors revêtir une importance vitale pour les processus écosystémiques.

Les nouvelles découvertes sont publiées dans la revue Géosciences naturelles.

“La température du sol joue un rôle central dans le contrôle d'importants processus écosystémiques liés à la dynamique de l'eau, du carbone et des nutriments, à l'activité microbienne et à la productivité agricole”, explique l'auteur principal de l'étude, le Dr Yuanyuan Huang. Malgré son importance, aucune étude n’a encore examiné si la diversité végétale en particulier agissait comme un tampon contre les fluctuations de la température du sol au cours du développement à long terme des communautés végétales.

Dans leur étude, Huang et ses collègues présentent les résultats d’un ensemble complet de données collectées de 2004 à 2021 dans le cadre d’une expérience à grande échelle sur la biodiversité des prairies : l’expérience de Jena. Le site expérimental est constitué de 80 parcelles abritant une variété de plantes allant d'une à 60 espèces. De plus, quatre parcelles de sol non planté et deux parcelles de végétation non contrôlée ont fourni des points de référence importants.

La température du sol a été automatiquement enregistrée à des profondeurs de 5 et 15 centimètres à intervalles d'une minute sur une période de 18 ans, qui a couvert une variabilité climatique considérable. Le Dr Anne Ebeling, coordinatrice scientifique de l'expérience, déclare : « Nous venons de célébrer le 20e anniversaire de l'expérience de Jena. Au cours de ces deux décennies, nous avons connu un certain nombre d'événements météorologiques extrêmes, notamment des sécheresses prolongées, une inondation majeure en 2013. et des sources exceptionnellement froides.

Gideon Stein, le deuxième auteur de l'étude et responsable de la préparation des données, ajoute : “Il est vraiment intéressant de voir combien d'événements historiques peuvent être trouvés dans les données de température de l'expérience de Jena.”

“Cette analyse sans précédent de données à long terme et à haute résolution fournit des preuves irréfutables que la diversité végétale agit comme un tampon naturel et assure la stabilité face aux extrêmes climatiques”, souligne Huang. Tout au long de cette période de 18 ans, la diversité végétale a montré une capacité remarquable à protéger le sol de la surchauffe en cas de chaleur torride et à aider à retenir la chaleur pendant les périodes plus froides.

En été, les jours où la température de l'air est particulièrement élevée, la température du sol dans les communautés végétales comptant 60 espèces était inférieure de 5,04°C à celle des parcelles sans plantes. À titre de comparaison, cette différence est plus du double de la différence entre les monocultures et le sol nu en même temps.

Cependant, les jours où la température de l'air était particulièrement basse, la température du sol dans la communauté végétale de 60 espèces était de 1,48 °C plus chaude que dans les parcelles sans plantes, ce qui représente dans ce cas près de cinq fois la différence entre les monocultures et le sol nu.

Les chercheurs ont conclu que la diversité végétale peut stabiliser la température du sol tout au long de l’année. Les effets se sont intensifiés à mesure que les communautés expérimentales vieillissaient et sont encore plus prononcés dans les conditions climatiques les plus difficiles, telles que les journées caniculaires et les années sèches.

Dans un deuxième temps, Huang et ses collègues ont entrepris d'étudier les causes de l'effet stabilisateur de la diversité végétale. La diversité végétale a non seulement augmenté la surface totale des feuilles des plantes, conduisant à un plus grand ombrage, mais a également augmenté la teneur en carbone organique du sol. L’effet stabilisant de la diversité végétale a été démontré par une réduction de la conduction thermique dans les 60 premiers centimètres du sol. En conséquence, la température du sol est restée plus stable tout au long de l’année et dans toute la couche arable des communautés présentant une plus grande diversité végétale.

Ces découvertes ont des implications considérables. Dans les prairies tempérées et au-delà, la stabilisation de la température du sol assurée par la diversité végétale pourrait être cruciale pour atténuer les effets négatifs des événements climatiques extrêmes. Cela inclut la décomposition du carbone dans le sol et son rejet dans l’atmosphère. Selon les chercheurs, ce mécanisme naturel a donc également le potentiel de ralentir le processus de réchauffement climatique.

“Nos recherches montrent la capacité remarquable de la diversité végétale à agir comme un bouclier protecteur contre les impacts du changement climatique. C'est un rappel brutal de l'importance de conserver et de promouvoir la biodiversité dans nos écosystèmes pour protéger l'environnement et assurer un avenir durable”, déclare le professeur Nico Eisenhauer, responsable de l'étude et porte-parole de l'expérience de Jena. Il ajoute que l’étude non seulement contribue à notre compréhension du rôle vital de la biodiversité, mais offre également une lueur d’espoir dans la lutte en cours contre le changement climatique.