L’Australie abrite environ 2% des forêts de mangroves du monde et est le cinquième pays le plus boisé de mangroves de la planète. Les mangroves jouent un rôle crucial dans l’écosystème grâce à la gamme vertigineuse de plantes, d’animaux et d’oiseaux qu’elles nourrissent, hébergent et protègent. Les forêts de mangrove aident protéger les communautés côtières des cyclones et des tempêtes en absorbant le poids de l’énergie d’une tempête. Ils contribuent à notre lutte contre le changement climatique en stocker de grandes quantités de carbone qui autrement seraient rejetés sous forme de gaz à effet de serre.
En d’autres termes, les mangroves font partie de nos les écosystèmes les plus précieux. Malgré leur importance, nous ne savons pas grand-chose de ces forêts complexes de zones humides. Par exemple, quand commence leur saison de croissance? Et combien de temps cela dure-t-il?
Habituellement, répondre à ces types de questions nécessite une collecte fréquente de données sur le terrain, mais cela peut être coûteux et prendre du temps. Une alternative consiste à utiliser des images satellites. À l’avenir, cela nous permettra de suivre les impacts du changement climatique sur les mangroves et autres forêts.
Qu’est-ce que la phénologie?
Notre recherche a utilisé des images satellites pour étudier les cycles de vie des forêts de mangroves dans le Territoire du Nord, Queensland et Nouvelle-Galles du Sud. Nous avons comparé les images satellites avec les données de terrain collectées dans les années 1980, 1990 et 2000, et avons trouvé un degré surprenant de variation dans les cycles de vie des mangroves.
Nous utilisons l’expression cycle de vie, mais le terme scientifique est «phénologie». La phénologie est l’étude des événements périodiques dans les cycles de vie des plantes et des animaux. Par exemple, certaines plantes fleurissent et fructifient au printemps et en été, et certaines perdent leurs feuilles en automne et en hiver.
La phénologie est importante car lorsque les plantes poussent, elles absorbent le carbone de l’atmosphère et le stockent dans leurs feuilles, leurs troncs, leurs racines et dans le sol. La phénologie étant souvent affectée par les conditions environnementales, l’étude de la phénologie nous aide à comprendre comment le changement climatique affecte les écosystèmes australiens tels que les forêts de mangroves.
Alors, comment pouvons-nous en apprendre beaucoup en peu de temps sur la phénologie des mangroves? C’est là que l’imagerie satellite entre en jeu.
Comment nous utilisons les satellites pour étudier la phénologie des mangroves
Les satellites sont un excellent outil pour étudier les changements dans la santé, la superficie et la phénologie des forêts. Certains satellites prennent des images de la Terre depuis des décennies, ce qui nous permet de revenir sur l’état des forêts de mangroves d’il y a 30 ans ou plus.
Vous pouvez penser à des images satellite tout comme la galerie de photos de votre smartphone: vous pouvez voir de nombreux membres de votre famille sur une seule image, et vous pouvez voir comment tout le monde grandit et «fleurit» au fil du temps. Dans le cas des mangroves, nous pouvons voir différentes régions et espèces sur une seule image satellite, et nous pouvons utiliser des images passées pour étudier les cycles de vie des forêts de mangroves.
Par exemple, les images satellite illustrées ci-dessous, qui utilisent données du site Web des cartes nationales du gouvernement australien, montrent comment les forêts de mangroves ont changé dans la région de Kimberley en Australie-Occidentale entre 1990 et 2019. Vous pouvez voir comment la forêt de mangroves s’est réduite dans certaines zones, mais s’est étendue dans d’autres. Dans l’ensemble, cette forêt de mangrove semble se porter plutôt bien grâce en grande partie au fait que cette zone a une population humaine raisonnablement petite.
Notre étude des images satellites des forêts de mangroves du Territoire du Nord, du Queensland et de la Nouvelle-Galles du Sud – et de leur comparaison avec les données collectées sur le terrain – a révélé que toutes les mangroves n’avaient pas les mêmes cycles de vie.
Par exemple, de nombreuses espèces de mangroves ne produisent de nouvelles feuilles qu’une fois par an, tandis que d’autres espèces produisent de nouvelles feuilles deux fois par an. Ces différences subtiles mais importantes nous permettront de suivre les impacts du changement climatique sur les mangroves et autres forêts.
Comment le changement climatique affecte la phénologie des mangroves
Le changement climatique modifie la phénologie de nombreuses forêts, les faisant fleurir et fructifier plus tôt que prévu.
La science ne peut pas encore nous dire exactement comment la phénologie des mangroves sera affectée par le changement climatique, mais les résultats pourraient être catastrophiques. Si les mangroves fleurissent ou fructifient plus tôt que prévu, les pollinisateurs tels que les chauves-souris, les abeilles et les oiseaux peuvent mourir de faim ou se déplacer vers une forêt différente. Sans pollinisateurs, les mangroves peuvent ne pas se reproduire et mourir.
La prochaine étape de notre recherche est de comprendre comment le changement climatique affecte les cycles de vie des mangroves. Pour ce faire, nous utiliserons des images satellites des mangroves à travers l’Australie et prendrons en compte les données sur la température et les précipitations.
Nous pensons que la hausse des températures entraîne de plus longues périodes de croissance des feuilles, une théorie que nous prévoyons de tester en étudiant les données à partir de maintenant avec des images satellites des années 80 et 90.
La surveillance par satellite ne peut pas tout faire
Les satellites peuvent nous en dire long sur l’évolution d’une forêt de mangrove. Par exemple, des images satellites ont capturé un événement de dépérissement (illustré ci-dessous, en utilisant les données du site Web des cartes nationales du gouvernement australien) qui s’est produit entre 2015 et 2016, lorsque près de 7400 hectares de mangroves sont morts dans le golfe de Carpentaria en raison de la sécheresse et de l’air anormalement élevé. températures de la mer.
Mais la surveillance par satellite ne suffit pas à elle seule et ne peut pas capturer les détails que vous pouvez obtenir sur le terrain. Par exemple, les satellites ne peuvent pas capturer la floraison ou la fructification des mangroves car les fleurs sont souvent trop petites et les fruits sont souvent camouflés. De plus, les satellites ne peuvent pas capturer ce qui se passe sous la canopée.
Il est également important de reconnaître le travail des chercheurs sur le terrain. Les données au sol nous permettent de valider ou de confirmer les informations que nous voyons dans les images satellites. Lorsque nous avons constaté que certaines forêts de mangroves poussaient des feuilles deux fois par an, nous avons validé cette observation avec des données de terrain, et confirmé avec des experts des écosystèmes de mangroves. Les données de terrain sont essentielles pour comprendre les cycles de vie des écosystèmes du monde entier et comment les forêts réagissent aux changements climatiques.
Nicolás Younes Cárdenas, chercheur postdoctoral, Université James Cook; Karen Joyce, maître de conférences – Télédétection et information spatiale, Université James Cook, et Stefan W Maier, chercheur adjoint, Université James Cook
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