Les lumières des villes qui brillent toute la nuit perturbent profondément la phénologie des plantes urbaines, c’est-à-dire le moment où leurs bourgeons s’ouvrent au printemps et celui où leurs feuilles changent de couleur et tombent à l’automne. Une nouvelle étude dont j’ai été l’un des coauteurs montre comment les lumières nocturnes allongent la saison de croissance dans les villes, ce qui peut avoir des répercussions sur tout, des allergies aux économies locales.
Dans notre étude, mes collègues et moi avons analysé des arbres et des arbustes sur environ 3 000 sites dans des villes américaines pour voir comment ils réagissaient dans différentes conditions d’éclairage sur une période de cinq ans. Les plantes utilisent le cycle naturel jour-nuit comme un signal de changement saisonnier avec la température.
Nous avons constaté que la lumière artificielle seule avançait la date de débourrement des feuilles au printemps d’environ neuf jours en moyenne par rapport aux sites sans éclairage nocturne. Le moment du changement de couleur des feuilles à l’automne était plus complexe, mais le changement des feuilles était toujours retardé en moyenne de près de six jours dans les 48 états inférieurs. En général, nous avons constaté que plus la lumière était intense, plus la différence était importante.
Nous avons également projeté l’influence future des lumières nocturnes pour cinq villes américaines – Minneapolis, Chicago, Washington, Atlanta et Houston – sur la base de différents scénarios de réchauffement climatique futur et d’une augmentation annuelle de 1 % de l’intensité lumineuse nocturne. Nous avons constaté que l’augmentation de la lumière nocturne continuerait probablement à avancer le début de la saison, bien que son influence sur le moment du changement de couleur en automne soit plus complexe.
Pourquoi c’est important
Ce type de changement dans l’horloge biologique des plantes a des implications importantes pour les services économiques, climatiques, sanitaires et écologiques fournis par les plantes urbaines.
Du côté positif, des saisons de croissance plus longues pourraient permettre aux fermes urbaines d’être actives sur de plus longues périodes. Les plantes pourraient également fournir de l’ombre pour rafraîchir les quartiers plus tôt au printemps et plus tard en automne, à mesure que les températures mondiales augmentent.
Mais la modification de la saison de croissance pourrait également accroître la vulnérabilité des plantes aux dommages causés par le gel printanier. Et cela peut créer un décalage avec le calendrier d’autres organismes, tels que les pollinisateurs, dont dépendent certaines plantes urbaines.
L’intensité de la lumière urbaine varie entre les villes et entre les quartiers d’une même ville. Yuyu Zhou, CC BY-ND
Une saison active plus longue pour les plantes urbaines suggère également une saison pollinique plus précoce et plus longue, qui peut exacerber l’asthme et d’autres problèmes respiratoires. Une étude menée dans le Maryland a révélé une augmentation de 17 % des hospitalisations pour asthme les années où les plantes fleurissaient très tôt.
Ce que l’on ne sait pas encore
La façon dont le calendrier des couleurs d’automne changera à l’avenir avec l’augmentation de l’éclairage nocturne et la hausse des températures est moins claire. La température et la lumière artificielle influencent ensemble la couleur d’automne de manière complexe, et nos projections suggèrent que le retard de la date de coloration dû au réchauffement climatique pourrait s’arrêter au milieu du siècle et peut-être s’inverser à cause de la lumière artificielle. Cela nécessitera des recherches supplémentaires.
Il reste également à voir comment la lumière artificielle urbaine évoluera à l’avenir.
Une étude a révélé que la lumière urbaine nocturne avait augmenté d’environ 1,8 % par an dans le monde entier entre 2012 et 2016. Cependant, de nombreuses villes et États tentent de réduire la pollution lumineuse, notamment en exigeant des boucliers pour contrôler où va la lumière et en passant à des lampadaires à LED, qui consomment moins d’énergie et ont moins d’effet sur les plantes que les lampadaires traditionnels aux longueurs d’onde plus importantes.
La phénologie des plantes urbaines peut également être influencée par d’autres facteurs, tels que le dioxyde de carbone et l’humidité du sol. En outre, l’augmentation plus rapide de la température la nuit par rapport au jour pourrait entraîner des schémas de température jour-nuit différents, ce qui pourrait affecter la phénologie des plantes de manière complexe.
La compréhension de ces interactions entre les plantes et la lumière et la température artificielles aidera les scientifiques à prévoir les changements dans les processus végétaux dans le cadre d’un changement climatique. Les villes servent déjà de laboratoires naturels.
Yuyu Zhou, professeur associé de sciences de l’environnement, Iowa State University.
