Vagues de chaleur : pourquoi les arbres britanniques perdent des branches et meurent
Si vous visitez les jardins botaniques royaux de Kew, à la périphérie de Londres, vous verrez le squelette d'un chêne mort peint de couleurs vives. L'arbre, connu sous le nom de chêne modifié par le climat, a succombé à la canicule de 2022. Au lieu de l'enlever, Kew l'a laissé en place pour rappeler que le changement climatique fait déjà des ravages sur les arbres britanniques.
La vague de chaleur de 2022 a tué 400 arbres de Kew et les prévisions montrent que jusqu'à 50 % des 11 000 arbres existants de Kew pourraient être vulnérables au changement climatique d'ici 2090.
Une histoire similaire se déroule à travers le Royaume-Uni. Les arbres matures perdent des branches et des branches pendant les périodes intenses de temps chaud, leur canopée s'éclaircit et certains meurent complètement. Bien que ces changements puissent paraître soudains, ils sont souvent les derniers signes visibles d’un processus de déclin beaucoup plus long qui s’est déroulé à l’intérieur de l’arbre.
Le problème ne réside pas simplement dans ces températures élevées, mais dans le fait que la combinaison de la chaleur extrême et de la sécheresse, de plus en plus appelée « sécheresse chaude », pousse les arbres au-delà des limites de ce à quoi ils peuvent faire face.
Les arbres ont du mal à rester au frais
Pour comprendre pourquoi les vagues de chaleur sont si dommageables pour les arbres, il faut comprendre comment les arbres se maintiennent au frais. Lorsque l’eau est absorbée par les racines, elle traverse le xylème (le réseau de tubes microscopiques qui transporte l’eau des racines aux feuilles), où elle s’évapore à travers les stomates (minuscules pores à la surface des feuilles). Cela refroidit les feuilles de la même manière que la transpiration refroidit les humains.
Ce système de refroidissement fonctionne bien lorsque l’eau est disponible gratuitement. Un exemple clair peut être vu dans le peuplier de Fremont (Populus fremontii), que l’on trouve souvent à proximité des rivières. Cet arbre a utilisé ce procédé pour maintenir ses feuilles entre 2°C et 5°C plus fraîches que l'air ambiant pendant la vague de chaleur record de l'Arizona en 2023, même lorsque la température de l'air dépassait 48°C.
À mesure que la température de l’air augmente, l’atmosphère extrait l’eau des feuilles plus rapidement, dans un processus que les scientifiques appellent déficit de pression de vapeur. Parallèlement, le sol sec rend plus difficile pour les racines de remplacer ces pertes, soumettant les arbres à un stress hydrique croissant et limitant leur capacité à maintenir des fonctions physiologiques normales.
En fermant leurs stomates, les arbres conservent l'eau. Mais cela limite à son tour l’absorption du dioxyde de carbone, ralentissant la photosynthèse et réduisant la production de sucre nécessaire à la croissance, à la réparation et à la défense contre les ravageurs et les maladies. Lorsque les stomates sont ouverts, cela permet un refroidissement continu, mais au prix d’une perte d’eau non durable.
Chaque feuille possède une limite thermique au-delà de laquelle sa capacité de photosynthèse subit des dommages irréversibles. Survivre à une vague de chaleur dépend donc du maintien d’un refroidissement par évaporation suffisant pour rester en dessous de ce seuil, même si l’on sait que cette marge de sécurité disparaît étonnamment rapidement. Une étude récente sur les peupliers a révélé que seulement 72 heures d’humidité du sol réduite et d’accès à l’eau suffisaient à perturber le refroidissement des feuilles. Les feuilles qui étaient auparavant restées plus froides que la température de l’air ambiant sont devenues plus chaudes que l’air lui-même, atteignant des températures dommageables pour les tissus photosynthétiques.
Pourquoi les branches tombent
À mesure que les vagues de chaleur persistent, les problèmes peuvent souvent s’étendre au-delà des seules feuilles. L’eau du xylème étant sous tension constante, lorsque les réserves d’eau deviennent limitées, de minuscules bulles d’air appelées embolies commencent à se former dans le xylème dans un processus appelé cavitation. Il en résulte un blocage entravant le transport de l'eau. En fin de compte, si suffisamment de vaisseaux du xylème sont bloqués de cette manière, l’arbre subit une défaillance hydraulique, l’eau ne pouvant plus atteindre efficacement la canopée. Cela provoque le dépérissement de branches ou de sections entières de la couronne.
Certains arbres sacrifient effectivement des parties de leur propre canopée, réduisant ainsi le besoin en eau pour maintenir la tige principale en vie. Cette stratégie est connue sous le nom de segmentation hydraulique et contribue à expliquer pourquoi des arbres apparemment sains peuvent perdre un nombre important de branches lors d'un temps chaud prolongé.
Les arbres peuvent continuer à en payer le prix longtemps après la fin d’une vague de chaleur, car ces conditions météorologiques extrêmes épuisent les réserves globales de glucides et réduisent le potentiel de croissance. Ces effets peuvent persister pendant des années, rendant les arbres moins résistants à la prochaine sécheresse. Un arbre peut donc survivre à un été exceptionnellement chaud, pour ensuite succomber les uns après les autres à mesure que les stress s'accumulent au fil du temps. Les arbres soumis à un stress hydrique deviennent également plus vulnérables aux insectes nuisibles et aux maladies fongiques et bactériennes, car ils disposent de moins de ressources pour se défendre contre les attaques.
Les arbres britanniques ont évolué sous des étés relativement frais et humides, et des températures supérieures à 40°C étaient inconnues jusqu'à récemment. Beaucoup sont désormais exposés à des conditions climatiques bien supérieures à celles dans lesquelles ils ont évolué. Les recherches menées à la suite de la canicule européenne de 2003 suggèrent que la vulnérabilité dépend non seulement de la température ambiante, mais également de la capacité des espèces à s'adapter aux conditions locales. À mesure que les vagues de chaleur deviennent plus fréquentes, de nombreuses espèces traditionnelles risquent de se retrouver de plus en plus en dehors de leur zone de confort climatique. https://www.youtube.com/embed/PWLqZDtIQQY?wmode=transparent&start=0 Des températures record ont été enregistrées dans toute l'Europe en juin 2026.
Qu'est-ce qui peut aider ?
Heureusement, il existe plusieurs mesures pratiques qui peuvent aider, en particulier pour les arbres plus jeunes et plus sensibles. Un arrosage profond occasionnel est beaucoup plus efficace qu'un arrosage léger et fréquent, car il encourage les racines à pousser plus profondément dans le sol, où l'humidité reste disponible plus longtemps.
Le paillage, créant une épaisse couche de copeaux de bois dur ou de compost, réduit les taux d'évaporation à la surface du sol, modère la température du sol et, à mesure qu'il se décompose, améliore la structure du sol et sa capacité de rétention d'eau. Les sols à forte concentration de matière organique peuvent absorber l’eau et la pluie plus efficacement, ce qui favorise des réseaux racinaires plus résilients.
La gestion des forêts matures pour accroître leur résilience aux futures vagues de chaleur nécessitera de nouvelles stratégies. Il faudrait envisager d’augmenter la diversité des espèces forestières, de réduire la concentration d’arbres dans les zones sujettes à la sécheresse et de planter des espèces mieux adaptées aux climats futurs. Une plus grande diversité d’espèces contribue à la résilience aux températures chaudes.
De nombreux arbres matures de Grande-Bretagne existent depuis des siècles – c'est peut-être le moyen le plus efficace de les protéger pour l'avenir.
Glyn Barrett, maître de conférences en écologie et biologie évolutive, Université de lecture
Photo principale par danielmanastireanu de Pixabay
