Herbes, fleurs et arbres : Comment les forêts et prairies ont changé en soixante ans

Pluies acides, sur-fertilisation, étés caniculaires - les conditions de vie des plantes en Europe ont beaucoup changé ces dernières décennies. Cependant, il manquait jusqu'à présent une vue d'ensemble pour déterminer l'effet de ces changements sur la biodiversité.

"Si l'on ne regarde que certaines données des vingt dernières années, cela peut mener à des conclusions erronées", explique l'écologiste Jürgen Dengler, soutenu par le SNF dans le cadre du Programme national de recherche "Biodiversité et services écosystémiques" (PNR 82). Avec son équipe de la Haute école zurichoise des sciences appliquées (ZHAW), il a participé à une étude internationale qui comble désormais cette lacune.

L'analyse s'est basée sur une gigantesque base de données, l'European Vegetation Archive (EVA). Elle contient les résultats de plus de deux millions de relevés, réalisés par exemple à des fins de recherche ou pour des projets de conservation. De telles études capturent, sur des parcelles définies - typiquement entre un et 400 mètres carrés - les espèces végétales présentes et leur abondance, du plus petit myosotis et pâquerette au hêtre haut de trente mètres.

L'équipe européenne a utilisé 650 000 de ces relevés, réalisés entre 1960 et 2020, pour une analyse temporelle. Pour la plupart de ces parcelles, il n'existait jusqu'alors aucune information sur des facteurs comme les nutriments ou les conditions de luminosité, par exemple si la terre contenait beaucoup d'azote ou si un épais couvert de feuilles ombrait le sol.

L'équipe de projet a donc reconstruit ces informations en se basant sur la présence de ce qu'on appelle des plantes indicatrices, qui préfèrent certaines conditions environnementales. Un exemple est le pissenlit, qui prospère particulièrement bien sur les sols de prairies riches en azote. "Pour le projet, nous avons pour la première fois développé un système de consensus européen basé sur plus de trente systèmes différents de classification des plantes indicatrices", explique Dengler.

Les chercheurs ont ensuite utilisé une IA pour analyser les relevés recueillis sur des décennies. Cela leur a permis de déterminer comment les communautés végétales étaient composées dans quatre habitats différents - forêt, prairie, buisson et zone humide - au cours des 60 dernières années, et comment elles ont changé. Le système de plantes indicatrices a ensuite aidé à relier ces nouveaux développements aux changements des conditions environnementales.

Une tendance s'est dégagée : il y a de plus en plus d'espèces végétales aimant l'azote dans tous les habitats, comme la grande ortie dans les forêts et le rumex obtusifolié dans les prairies. La cause est évidente. Grâce aux engrais chimiques, à l'élevage de bétail, ainsi qu'aux oxydes d'azote produits par le trafic et l'industrie, de plus en plus d'azote s'accumule dans le sol. L'augmentation de telles espèces est problématique car elles déplacent les plantes comme les orchidées, qui préfèrent les sols maigres.

La bonne nouvelle pour la biodiversité locale : des études récentes montrent que cette tendance est légèrement en régression en Suisse. "Il semble que chez nous, les mesures régionales, comme la réduction des engrais chimiques, ont un effet tangible. Mais au niveau européen, cela ne se fait pas encore sentir", commente Dengler.

D'autres effets n'ont été observés que dans certains habitats. Ainsi, les valeurs indicatrices des prairies se déplacent vers des espèces aimant l'ombre - peut-être parce que, partout en Europe, la végétation devient de plus en plus dense à cause des apports de nutriments ou du manque de gestion. Selon Dengler, il existe de vastes friches en Europe de l'Est pour des raisons socio-économiques. Cette croissance excessive fait que moins de lumière atteint le sol. Les espèces de petite taille et aimant le soleil, comme les thyms et les primevères, ont donc moins de chances de prospérer.

Un résultat était plutôt surprenant : "La végétation réagit beaucoup plus lentement aux augmentations de température que nous ne l'aurions prédit", explique Dengler. Les espèces locales ne sont donc pas encore notablement déplacées par des plantes aimant la chaleur provenant de pays plus au sud ou d'autres continents.

Une explication est que ces espèces ne vivent normalement pas à proximité directe et doivent parcourir de longues distances pour s'installer dans de nouveaux habitats - soit par dispersion des graines ou comme passagers involontaires lors du transport de marchandises. L'effet escompté peut donc être en retard par rapport à la hausse des températures.

Une exception concerne les montagnes suisses. Ici, il a été prouvé ces dernières années que de plus en plus d'espèces aimant la chaleur avancent vers des altitudes plus élevées. Cela inclut des graminées typiques des basses altitudes comme le ray-grass anglais ou l'alpiste des prairies. Ces plantes n'ont pas besoin de parcourir de longues distances, mais simplement de déplacer leur habitat de quelques mètres vers le haut - c'est pourquoi ce développement est peut-être déjà observable maintenant.

Dans les prochaines années, Dengler réalisera des analyses dans le cadre du projet SNF VegCHange spécifiquement pour la Suisse. Il souhaite documenter les changements dans une maille fine d'environ 100 kilomètres carrés - tandis que la recherche internationale couvrait environ 25 000 kilomètres carrés : "Nous avons en fait tellement de données ici, plus que nulle part ailleurs. Elles ne sont tout simplement pas encore disponibles dans une base de données centrale."

Les résultats doivent être préparés pour une utilisation pratique. À cette fin, les parties prenantes, telles que les politiques ou les organismes de conservation, peuvent soumettre des questions de recherche supplémentaires ou des souhaits de traitement des données. Cela commencera d'abord dans les Grisons, où des données sont disponibles pour des paysages variés allant de terres agricoles aux marais jusqu'aux forêts de mélèzes. Petit à petit, d'autres cantons devraient suivre.

"Ainsi, nous pouvons découvrir où se trouvent les plus grandes pertes d'espèces en Suisse et réagir avec la bonne stratégie", prévoit Dengler. Et nous verrons probablement aussi où la biodiversité est à un bon niveau, et où il suffit de maintenir le statu quo.

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