Transpiration des plantes à haute altitude : Théorie, mesures sur le terrain et comparaisons avec les plantes du désert

L’influence des changements d’altitude sur la transpiration des plantes a été évaluée à l’aide d’équations de bilan énergétique foliaire et de changements d’altitude bien connus dans les paramètres physiques qui influencent la diffusion de la vapeur d’eau. Les flux transpiratoires simulés pour de grandes feuilles avec des résistances stomatiques faibles et élevées à la diffusion de la vapeur d’eau ont été comparés à de petites feuilles avec des résistances stomatiques identiques à des altitudes allant du niveau de la mer à 4 km. L’influence spécifique de divers taux de déphasage de la température de l’air a également été testée. La validation des résultats simulés a été réalisée en comparant les mesures réelles sur le terrain prises sur un site désertique de faible altitude (300 m) avec des mesures similaires sur un site de recherche en montagne de haute altitude (2 560 m). Des augmentations substantielles de l’irradiation solaire et du coefficient de diffusion de la vapeur d’eau dans l’air (D wv) se sont produites avec l’augmentation de l’altitude, tandis que les températures de l’air et des feuilles, la différence de concentration de la vapeur d’eau entre la feuille et l’air, l’irradiation à grandes ondes et le coefficient de conductivité thermique de la chaleur dans l’air ont diminué avec l’augmentation de l’altitude. Ces changements ont entraîné des températures pour les feuilles ensoleillées qui étaient plus élevées que la température de l’air à des altitudes plus élevées, en particulier pour les grandes feuilles. Pour les grandes feuilles présentant de faibles résistances stomatiques, les flux transpiratoires des plantes désertiques de basse altitude étaient proches de ceux prévus pour les plantes de haute altitude, même si les températures des feuilles éclairées par le soleil de ces plantes de montagne étaient plus de 10 °C plus froides. La simulation de conditions avec un faible taux de renouvellement de la température de l’air (0,003° C m-1 et 0,004° C m-1) a permis de prédire des flux transpirationnels supérieurs à ceux calculés pour le site désertique. La transpiration des petites feuilles a diminué avec l’altitude pour tous les taux de renouvellement testés (0,003° C m-1 à 0,010° C m-1). Cependant, les flux transpiratoires à des altitudes plus élevées étaient considérablement plus élevés que prévu pour toutes les feuilles, en particulier les plus grandes, en raison de la forte influence de l’augmentation du chauffage solaire et d’un D wv plus important. Ces résultats sont discutés en termes de similitudes dans la structure des feuilles et le port des plantes observées parmi les plantes désertiques de basse altitude et les plantes alpines et subalpines de haute altitude.