La pluie acide, la sur-fertilisation, les étés caniculaires - les conditions de vie pour les plantes en Europe ont connu de grands changements au cours des dernières décennies. Jusqu'à présent, il manquait cependant une vue d'ensemble pour comprendre l'effet de ces changements sur la biodiversité.
« Si l'on ne choisit que quelques données des vingt dernières années, on peut rapidement arriver à des conclusions erronées », explique l'écologiste Jürgen Dengler, soutenu par le FNS dans le cadre du Programme National de Recherche « Biodiversité et services écosystémiques » (PNR 82). Il a collaboré avec son équipe de la Haute école zurichoise des sciences appliquées (ZHAW) à une étude internationale comblant cette lacune.
L'analyse reposait sur une base de données immense, l'European Vegetation Archive (EVA). Celle-ci contient les résultats de plus de deux millions d'inventaires, réalisés par exemple à des fins de recherche ou pour des projets de conservation de la nature. Ces études capturent sur des surfaces d'échantillon définies - typiquement entre un et 400 mètres carrés - les espèces végétales ainsi que leur fréquence. Tout est compté, de la plus petite myosotis et pâquerette au hêtre de 30 mètres de haut.
L'équipe européenne a utilisé 650 000 de ces inventaires, réalisés entre 1960 et 2020, pour une première analyse temporelle. Pour la plupart de ces surfaces, il n'y avait auparavant aucune information sur des facteurs tels que les nutriments ou les conditions de lumière, c'est-à-dire si le sol contient beaucoup d'azote ou si un couvert dense ombrage le sol de la forêt.
L'équipe de projet a donc reconstitué ces éléments à partir de la présence de ce que l'on appelle des plantes-indicateurs, 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 créé pour la première fois un système consensuel européen à partir de plus de trente systèmes différents de classification des plantes-indicateurs », ajoute Dengler.
Engrais artificiels, transport et industrie sont problématiques
Grâce à une IA, les chercheurs ont ensuite exploité les inventaires recueillis sur des décennies. Ils ont ainsi pu déterminer comment les communautés végétales étaient composées au fil de 60 ans dans quatre habitats différents - forêt, prairie, buisson et zone humide - et ce qui avait changé pendant ce temps. Le système de plantes-indicateurs a ensuite aidé à lier ces nouvelles évolutions à une modification des conditions environnementales.
Une tendance a particulièrement émergé : il y a de plus en plus de plantes qui aiment l'azote dans tous les habitats, comme la grande ortie en forêt et la renouée sur les prairies. La cause est évidente. Par les engrais artificiels et l'élevage ainsi que par les oxydes d'azote produits par les transports et l'industrie, de plus en plus d'azote s'accumule dans le sol. L'augmentation de ces espèces est problématique, car elles évincèrent des plantes comme les orchidées, qui préfèrent les sols pauvres.
La bonne nouvelle pour la biodiversité locale : des études récentes montrent que cette tendance est déjà légèrement à la baisse en Suisse. « Il semble que chez nous, des mesures régionales telles que la réduction des engrais artificiels ont un impact. Mais à l'échelle européenne, cela ne se remarque pas encore », selon Dengler.
D'autres effets n'existent que dans certains habitats. Ainsi, les valeurs indicatrices se déplacent vers des espèces aimant l'ombre dans les prairies - peut-être parce que la végétation s'intensifie à l'échelle européenne en raison de l'apport de nutriments ou du manque de gestion. Selon Dengler, il existe d'immenses friches pour des raisons socio-économiques dans certaines régions de l'Europe de l'Est. Cette envahissement entraîne une réduction de la lumière atteignant le sol. Les espèces de petites tailles et aimant le soleil, telles que les thymus et les primevères, ont donc moins de possibilités de s'épanouir.
Effets thermiques étonnamment faibles
Un résultat était plutôt surprenant : « La végétation réagit beaucoup plus lentement aux augmentations de température que nous ne l'aurions prédit », confie Dengler. Les espèces indigènes ne sont donc jusqu'à présent pas significativement évincées par des plantes aimant la chaleur provenant de pays plus méridionaux ou d'autres continents.
Une explication est que ces espèces ne vivent normalement pas à proximité immédiate et doivent parcourir de grandes distances pour s'établir à nouveau - soit par dispersion de graines, soit comme passagers inattendus du transport de marchandises. C'est pourquoi l'effet attendu est peut-être en retard par rapport à la hausse des températures.
Une exception est celle des montagnes suisses. Récemment, il a été démontré que de plus en plus d'espèces aimant la chaleur progressent vers des altitudes plus élevées. Cela inclut des graminées typiques des basses altitudes, telles que le ray-grass anglais ou le vulpin des prés. Pour ce faire, elles n'ont pas besoin de parcourir de grandes distances, mais seulement de déplacer leur habitat de quelques mètres vers le haut - c'est pourquoi cette progression est peut-être déjà observable.
Dans les années à venir, Dengler mènera des analyses dans le cadre du projet FNS VegCHange spécifiquement pour la Suisse. Il souhaite documenter les changements dans une fine grille d'environ 100 kilomètres carrés - lors du travail de recherche internationale, cela couvrait environ 25 000 kilomètres carrés : « En réalité, nous avons autant de données chez nous que nulle part ailleurs. Elles ne sont simplement pas encore disponibles dans une base de données centrale. »
Les résultats doivent être préparés pour un usage pratique. À cette fin, les parties prenantes, telles que les politiciens ou les conservateurs de la nature, peuvent soumettre des questions de recherche supplémentaires ou des demandes pour la préparation des données. Cela commence d'abord aux Grisons, où il existe des données sur une diversité de paysages allant des terres agricoles aux tourbières en passant par les forêts de mélèzes. Graduellement, d'autres cantons seront ajoutés.
« C'est ainsi que nous pourrons découvrir où en Suisse les plus grandes pertes d'espèces se produisent, et ensuite contrecarrer avec la bonne stratégie », prédit Dengler. Et l'on verra peut-être aussi où la biodiversité est à un bon niveau et où il suffit de maintenir le statut.