Avènement plus précoce du printemps et réchauffement automnal augmentent le décalage entre la coloration des feuilles et l’arrêt de la photosynthèse

Pourquoi la couleur des feuilles d’automne cache une histoire climatique

Beaucoup de gens jugent le changement des saisons à la vive verdure du printemps et aux rouges et ors flamboyants de l’automne. Mais les données satellitaires montrent que le moment de la transformation des feuilles n’est plus un indicateur simple de l’activité des forêts à capter le carbone atmosphérique. Cette étude montre que, à mesure que les printemps arrivent plus tôt et que les automnes se réchauffent, les arbres peuvent rester verts longtemps après avoir en grande partie cessé de photosynthétiser, avec des conséquences importantes sur la quantité de carbone que les écosystèmes nordiques peuvent absorber dans un monde qui se réchauffe.

Deux horloges différentes dans une même feuille

Les feuilles suivent au moins deux calendriers saisonniers distincts. L’un gouverne leur couleur, transformant les canopées vertes en jaunes et rouges à l’automne lorsque la chlorophylle se décompose. L’autre gouverne la photosynthèse, le processus par lequel les plantes utilisent la lumière pour convertir le dioxyde de carbone en sucres. En utilisant deux types de mesures satellitaires au-dessus des terres nordiques de 2001 à 2021 — l’une suivant la verdure, l’autre un faible éclat lié directement à la photosynthèse — les auteurs ont comparé le moment où les feuilles changent de couleur et celui où la photosynthèse cesse effectivement. Ils ont constaté que, en moyenne, la perte d’activité photosynthétique intervient d’abord, tandis que l’apparition des couleurs voyantes arrive plus tard.

Un écart qui se creuse entre être vert et être actif

À travers forêts, prairies et toundra au nord de 30° de latitude, la fin de la photosynthèse survenait généralement plusieurs semaines avant le pic de coloration foliaire, et cet écart s’est régulièrement élargi. Dans la plupart des régions, la date automnale fondée sur la verdure a glissé vers plus tard dans l’année, tandis que la date fondée sur la photosynthèse a avancé ou peu changé. Les forêts ont montré le plus grand décalage, la toundra le plus faible. En découplant la saison en début, pic de mi-saison et fin, les chercheurs ont montré que l’allongement du délai de coloration des feuilles et l’avancée légère de l’arrêt photosynthétique expliquent ensemble ce désaccord croissant.

Comment des printemps plus précoces reconfigurent l’automne

L’étude a ensuite cherché à savoir ce qui motive ce changement de calendrier. Un facteur clé est que le printemps tend désormais à commencer plus tôt dans de nombreuses régions nordiques. Un débourrement précoce signifie que les plantes commencent à croître et à absorber du carbone plus tôt. Des modèles d’équations structurelles — des outils statistiques qui séparent effets directs et indirects — suggèrent que ce démarrage précoce pousse l’ensemble du cycle de croissance en avant. Les plantes atteignent leur activité maximale plus tôt et, en particulier pour la photosynthèse, elles ont aussi tendance à s’arrêter plus tôt. Ce « transport » d’effet du printemps vers l’automne était bien plus fort pour le signal de photosynthèse que pour le signal de verdure, ce qui aide à expliquer pourquoi la photosynthèse se termine désormais plus tôt par rapport au moment où les feuilles prennent visiblement leur couleur.

Des automnes plus chauds maintiennent la couleur, pas la photosynthèse

Le réchauffement automnal s’est révélé être l’autre acteur majeur. Des températures automnales plus élevées retardent généralement à la fois la coloration des feuilles et l’arrêt de la photosynthèse, mais le retard était légèrement plus marqué pour le changement de couleur visible. Au début de la sénescence, des températures automnales plus élevées ralentissaient clairement la perte de verdure, alors même que la réduction de la durée du jour et d’autres limites continuaient à pousser la photosynthèse vers le bas. Plus tard en automne, des conditions chaudes ont influencé les deux processus de manière plus équilibrée, mais l’effet global a été d’étirer la période durant laquelle les arbres paraissent verts alors qu’ils photosynthétisent faiblement. D’autres facteurs, tels que les précipitations, l’ensoleillement et les niveaux de dioxyde de carbone, ont joué des rôles plus faibles ou plus spécifiques à certaines régions.

Ce que cela signifie pour les forêts et le climat

Pour un observateur casual, une saison de feuilles vertes plus longue pourrait suggérer que les forêts absorbent plus de carbone pendant plus longtemps. Ce travail met en garde contre cette hypothèse. Le décalage croissant entre la couleur des feuilles et l’activité photosynthétique signifie que les arbres peuvent passer une plus grande part de la fin de l’automne à respirer — libérant du dioxyde de carbone — sans gains correspondants de la photosynthèse. Cela pourrait réduire le puits net de carbone fourni par les écosystèmes nordiques, même s’ils continuent de capter plus de carbone qu’ils n’en relâchent sur l’année. Pour les scientifiques et les gestionnaires forestiers, le message est clair : s’en remettre uniquement à la verdure pour suivre la saison de croissance peut être trompeur. Des mesures directes de la photosynthèse sont nécessaires pour comprendre comment le changement climatique modifie la véritable saison productive des forêts du monde.

Citation: Yu, H., Mo, Z., Tan, T. et al. Earlier spring onset and autumn warming increase the discrepancy between leaf coloration and photosynthetic cessation. Commun Earth Environ 7, 199 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03239-y

Mots-clés: phénologie automnale, photosynthèse, réchauffement climatique, cycle du carbone forestier, télédétection