On s'attend à ce que les changements climatiques augmentent la probabilité de tempêtes extrêmes. Les plantes sur la côte peuvent jouer un rôle important dans l'atténuation des dommages causés par les tempêtes, mais les mêmes changements qui entraînent les tempêtes mettent également les plantes sous plus de stress. Mick Hanley, Tjeerd Bouma et Hannah Mossman ont examiné comment ces contraintes et les dommages accrus causés par les tempêtes sur les écosystèmes interagissent.

Le Dr Mick Hanley, professeur agrégé (lecteur) à l'École des sciences biologiques et marines de l'Université de Plymouth, a dirigé la recherche. Il a déclaré: «Il a été suggéré que d'ici 2050, il pourrait coûter bien plus de 50 milliards de dollars pour protéger les plus grandes villes du monde contre les inondations côtières. En revanche, la végétation côtière peut offrir une protection naturelle contre l'érosion et les inondations pour une fraction des coûts associés à la construction de défenses dites dures comme des murs en béton. La société commence à peine à comprendre cela, mais les écosystèmes estuariens et côtiers peuvent être intégrés dans une stratégie dynamique et peu coûteuse de défense contre les inondations pour relever les défis sans cesse croissants posés par l'élévation du niveau de la mer et les tempêtes.

La revue en Annals of Botany met en évidence une combinaison d'élévation du niveau de la mer, d'augmentation des températures de surface de la mer et de forçage accru des vagues en tant que combinaison de stress qui interagissent avec les écosystèmes estuariens et côtiers. Ajoutez à cela l'impact d'une tempête majeure et les dommages peuvent être soudains et dramatiques. Il est cependant difficile d'obtenir les données car les dégâts sont également locaux, il faut donc qu'une tempête frappe quelque part où il existe déjà de bonnes données d'enquête.

Hanley et ses collègues écrivent : « [L]orsque suffisamment de données « pré-événement » sont disponibles, les études montrent des changements majeurs dans la géomorphologie et la végétation côtières pendant de nombreuses années après. Carter et al. (2018), par exemple, ont utilisé une série chronologique d'images de télédétection pour montrer les brèches majeures, la réduction de la superficie terrestre et la perte de végétation dans les îles-barrières Mississippi-Alabama au cours des 10 premiers mois après l'arrivée de l'ouragan Katrina. Ces changements étaient cependant spécifiques au site, en fonction de l'enlèvement ou de l'accrétion de sédiments, soulignant le problème plus général qu'il est difficile de prédire exactement comment et quand les tempêtes affectent des côtes particulières.

Les auteurs notent que les ondes de tempête sont difficiles à prévoir, ce qui entraîne un manque relatif de connaissances, mais certains facteurs sont évidents. Une onde de tempête peut couvrir des terres rarement inondées d'eau de mer, entraînant une combinaison d'inondations, entraînant une anoxie (un manque d'oxygène) et également un stress salin. Mais Hanley et ses collègues écrivent que les deux problèmes ont des effets très différents. « En fait, le « stress salin » associé aux inondations côtières semble être beaucoup plus important pour la réponse et le rétablissement des plantes que l'anoxie. Dans les expériences où les plantes supralittorales ont été simultanément exposées à l'immersion en eau douce et en eau de mer, la première n'a jamais entraîné d'impact notable sur l'écophysiologie des plantes par rapport aux témoins non traités (sans immersion).

"Plus important peut-être, la capacité des plantes à tolérer et à se remettre des inondations d'eau de mer semble être spécifique à l'espèce. Observation à long terme de la toundra arctique suite à une importante onde de tempête dans le delta du Mackenzie, Canada, montre que la toundra d'arbustes nains avait une capacité de régénération très réduite par rapport aux graminoïdes ou aux arbustes dressés.

Pour les plantes de la région intertidale, les inondations sont un événement régulier, mais même ici, Hanley et ses collègues trouvent des preuves que l'augmentation des inondations réduira la productivité des plantes. Lorsque les tempêtes frappent le rivage, elles refaçonnent les côtes, entraînant des pertes de couverture végétale dans les endroits qu'elles affectent. Même sous les vagues, les plantes subtidales telles que le varech peuvent être endommagées à l'énergie des vagues et les vitesses d'écoulement se dégradent au niveau des frondes.

Les dégâts sont importants, disent les auteurs, car les plantes aident souvent à stabiliser une barrière physique entre les vagues déferlantes et les colonies à l'intérieur des terres. Ils notent qu'il a été démontré que les mangroves réduisent la hauteur des vagues et abaissent les niveaux d'eau lors des ondes de tempête. Il est également possible que le varech puisse réduire l'énergie des vagues de tempête avant même qu'elles n'atteignent le rivage.

L'examen se termine par des orientations suggérées pour les recherches futures, avec quatre priorités :

1. Effets des dégâts causés par les tempêtes et des inondations sur les performances de reproduction et le recrutement des plantes
2. Réponses des plantes côtières aux multiples facteurs de stress associés à l'élévation du niveau de la mer et aux dommages causés par les tempêtes
3. Interactions avec les communautés végétales et récupération post-perturbation
4. Meilleure prédiction de l'endroit et de la manière dont les tempêtes et l'élévation du niveau de la mer affectent les écosystèmes estuariens et côtiers et la fourniture de services écosystémiques essentiels

Le Dr Hanley, qui a également co-édité le Annals of Botany édition spéciale axée sur la vulnérabilité et la gestion des communautés végétales face à un risque accru d'inondation, a ajouté : les événements peuvent affecter la végétation côtière. C'est essentiel pour garantir que nous pouvons gérer efficacement les risques au cours des prochaines décennies, mais un travail considérable est nécessaire pour garantir que la puissance potentielle des plantes pour défendre nos côtes ne soit pas perdue avant qu'elle ne soit pleinement comprise.

Le numéro spécial est accès gratuit pendant trois mois.