Biome de la toundra : Climat, emplacement, température, précipitations, plantes et animaux

La toundra est le plus froid de tous les biomes, avec une température moyenne annuelle inférieure à 5 °C et des précipitations (principalement sous forme de neige) inférieures à 100 mm par an. Les conditions climatiques de la toundra sont si rudes que seule une poignée de plantes et d’animaux peuvent y survivre. Le mot toundra vient du finnois « tunturia », qui signifie plaine sans arbres.

La toundra est l’un des biomes les moins connus et les plus fascinants de la planète. Ce climat et cet environnement incroyablement difficiles ont donné naissance à une gamme bizarre et diversifiée d’animaux qui ont appris à survivre avec les quantités limitées de plantes vertes, de lumière solaire et d’humidité. En raison des températures extrêmement froides, la couche située juste sous la surface reste gelée en permanence. Cette couche de sol gelé est appelée « pergélisol ».

Bien que le biome de la toundra soit généralement considéré comme la « toundra gelée », il est en fait constitué de variations de température, de climat et de quantités de précipitations, selon l’endroit où il se trouve. La toundra est surtout connue pour ses paysages moulés par le gel, ses températures extrêmement basses, ses faibles précipitations, ses nutriments pauvres et ses courtes saisons de croissance. On distingue généralement deux types de toundra : la toundra arctique et la toundra alpine.

De nombreux climatologues disent que leur plus grande crainte est que le réchauffement fasse fondre le pergélisol arctique, qui s’étend sur des milliers de kilomètres en Alaska, au Canada et en Sibérie.~ Michael Specter

Le climat de la toundra

Les températures extrêmement froides définissent le climat typique de la toundra.

La toundra arctique, qui se trouve dans l’hémisphère nord autour du pôle Nord, se caractérise par des conditions extrêmement froides et sèches, semblables à celles d’un désert gelé. En outre, pendant les mois d’hiver, les périodes sans lumière du jour peuvent s’étendre sur des semaines, avec des températures extrêmement basses.

Pendant les mois d’été, le soleil peut briller presque 24 heures sur 24, c’est pourquoi tant de plantes et d’animaux ont besoin de cette période pour survivre.

La toundra alpine, quant à elle, se trouve au sommet des plus hautes montagnes du monde. Comme la toundra arctique, ces zones sont caractérisées par des températures glaciales et un air sec, bien qu’elles soient situées à des altitudes plus élevées. En raison de ces hauteurs, la toundra alpine est souvent soumise à de plus grandes concentrations de lumière solaire à la fois, car l’air et l’atmosphère sont plus minces, permettant ainsi aux rayons de pénétrer plus fortement.

Le climat de la toundra offre une courte saison de croissance qui favorise une faible diversité d’espèces. Les animaux et les plantes du biome de la toundra se sont adaptés pour survivre à ce type de climat rigoureux.

Localisation de la toundra

Il existe deux principaux types de biomes de toundra dans le monde, l’un situé au cercle arctique dans l’hémisphère nord, et l’autre que l’on trouve au sommet des plus hautes montagnes du monde.

• La toundra arctique : Située dans l’hémisphère nord, la toundra arctique est, littéralement, le pôle nord du monde. Elle s’étend sur près de 20 % de la surface de la terre et se situe à des latitudes comprises entre 55° et 70° N. Il y fait extrêmement froid et c’est l’une des régions les moins peuplées du monde.
• Toundra alpine : elle se trouve au sommet des montagnes trop froides pour que les arbres puissent y pousser, en particulier dans les zones les plus élevées.
• La région de l’Antarctique est en fait beaucoup plus froide que l’Arctique, elle n’est donc pas techniquement considérée comme une toundra. Dans cette région, la température moyenne annuelle peut descendre jusqu’à -56°C (-70°F), et elle est donc caractérisée par des écosystèmes totalement différents.

Température de la toundra

La toundra est de loin le plus froid de tous les biomes du monde et l’une des régions du monde les moins habitées par l’homme.

Les zones de toundra sont également considérées comme venteuses, avec des rafales de vent soutenues typiques de 30 à 60 mph. Ce phénomène se produit aussi bien dans les régions plates de la toundra arctique qu’au sommet des montagnes de haute altitude.

• La toundra arctique connaît des températures hivernales moyennes de -34° C (-30° F) et des températures estivales moyennes de 3° à 12° C (37° à 54° F).
• Dans les parties les plus élevées de la toundra arctique, les températures hivernales moyennes peuvent atteindre -28 °C (-18 °F), et parfois descendre jusqu’à -50 °C (-58 °F). Évidemment, la plupart des créatures vivantes de la toundra arctique disposent d’une période estivale de 50 à 60 jours pendant laquelle elles se concentrent sur la croissance et la recherche de nutriments pour subvenir aux besoins du reste de l’année lorsque les conditions sont beaucoup trop difficiles.
• La toundra alpine a généralement une saison de croissance plus longue chaque année – environ 180 jours – mais dans ces régions, les températures nocturnes sont généralement inférieures au point de congélation, et les vents forts affectent souvent grandement la capacité à maintenir la vie. Les températures se situent généralement entre -12 et 10° C (10° à 50° F) pendant les mois les plus chauds.

Précipitations dans la toundra

La température extrêmement froide de la toundra signifie qu’elle ne reçoit pas beaucoup de précipitations, car il fait littéralement trop froid pour que des précipitations tombent. En ce qui concerne les précipitations, la toundra ressemble davantage aux déserts en termes de quantité annuelle, c’est pourquoi on l’appelle souvent le désert gelé.

Cependant, en raison de la grande quantité de sol gelé et du froid de l’air, les plantes et les animaux peuvent survivre avec des précipitations limitées, car le processus d’évaporation est loin d’être aussi efficace que dans les régions plus chaudes. En hiver, les précipitations tombent sous forme de neige, et en été, elles se présentent sous forme de pluie ou de brouillard. Le permafrost et les tourbières stockent l’eau dans la toundra.

• La toundra arctique reçoit environ 15 à 25 cm (6 à 10 pouces) de précipitations chaque année, ce qui comprend à la fois les précipitations de pluie/neige et la fonte de la neige et de la glace.
• La toundra alpine reçoit généralement des précipitations annuelles légèrement plus élevées, soit environ 30 cm (près de 12 pouces).

Le pergélisol : Une caractéristique essentielle

La présence du pergélisol, une couche de sol gelée en permanence, est une des spécificités les plus marquantes de la toundra. Situé juste sous la surface, le pergélisol limite la croissance des racines et empêche le développement des arbres. En été, seule une fine couche superficielle dégèle, permettant une végétation basse mais résiliente.

Le pergélisol joue également un rôle crucial dans le stockage du carbone. En raison des températures basses, la décomposition de la matière organique est extrêmement lente, faisant de la toundra un important puits de carbone.

Plantes de la toundra

Le nom de toundra lui-même est dérivé de tunturia, le mot finlandais pour « plaine sans arbres », et de tundar, le mot russe pour « étendue montagneuse sans arbres ». Il est compréhensible qu’en raison de la rudesse du climat et du sol gelé en permanence, les plantes aient du mal à survivre dans des régions où le froid est intense et les périodes de faible luminosité.

Cependant, des recherches ont montré qu’il existe près de 1 700 variétés différentes de plantes qui vivent dans la toundra. L’azote et le phosphore prennent la place de la vie végétale comme forme de subsistance de base, car ce sont des nutriments libérés par le processus de décomposition de la matière organique morte.

La composition du sol de la toundra arctique est résolument différente de celle des autres régions du monde. Le sous-sol de la toundra est une couche permanente de roches et de petits matériaux gelés, appelée pergélisol, qui comprend généralement de 25 à 100 cm (10 pouces à 3 pieds) de profondeur.

Pendant les mois les plus chauds, la fonte des neiges permet l’accumulation d’humidité dans le sol au-dessus du pergélisol, ce qui permet aux plantes de pousser.

Dans la toundra alpine, le sol peut être mieux drainé, mais la vie végétale de ces zones est similaire à celle de la toundra arctique.

L’une des adaptations étonnantes de la vie végétale dans le biome de la toundra est qu’aucune plante de la région n’a de système racinaire profond significatif, afin de rester dans la couche arable humide. Les plantes basses et les arbustes sont beaucoup plus courants dans la région que les grands arbres, car ils n’ont pas besoin de racines profondes et peuvent changer plus facilement avec les saisons froides et estivales.

Les plantes sont de faible hauteur et s’agglutinent pour s’adapter au froid sauvage et aux vents violents. Il est fascinant de constater que, comme les animaux, les plantes se rapprochent les unes des autres afin de se réchauffer mutuellement. Les quelques arbres de la toundra restent rabougris, ce qui constitue une adaptation à l’isolation protectrice de la neige au sol. Les plantes réalisent également la photosynthèse, même en cas de faible luminosité et de températures froides.

Afin de surmonter les problèmes liés au manque d’insectes et d’oiseaux pollinisateurs, la plupart des plantes de la toundra se reproduisent de manière asexuée plutôt que par floraison et pollinisation.

Les plantes que l’on trouve couramment dans le biome de la toundra sont les suivantes :

• la mousse de renne
• Corneille
• Bruyère
• Liverwort
• l’herbe à touffes
• Dans certaines zones, les saules forment un tapis bas.
• Plus de 400 espèces de fleurs différentes
• Lichen
• des arbres nains, dont de petits bouleaux.

La toundra est l’un des trois principaux puits de dioxyde de carbone de la Terre, c’est-à-dire la biomasse qui absorbe plus de dioxyde de carbone qu’elle n’en rejette. Pendant le court été, les plantes de la toundra absorbent le dioxyde de carbone, la lumière du soleil et l’eau dans le processus de photosynthèse. Les plantes rejettent normalement du dioxyde de carbone après leur mort et leur décomposition.

Cependant, en raison de la brièveté et de la fraîcheur de l’été et des températures glaciales de l’hiver, les plantes ne peuvent pas se décomposer. Des restes de plantes vieilles de plusieurs milliers d’années ont été trouvés dans le pergélisol de la toundra. Ainsi, la toundra piège le dioxyde de carbone et l’élimine de l’atmosphère.

Animaux de la toundra

Il n’y a pas beaucoup d’animaux dans le biome de la toundra, mais ceux qui s’y trouvent ont des adaptations fascinantes pour survivre dans cette région rude. On estime qu’il y a environ 48 espèces de mammifères qui vivent dans la toundra.

Les animaux qui résident dans le climat de la toundra doivent s’adapter de manière particulière pour survivre. Les animaux ont tendance à être grands, trapus et dotés d’une épaisse isolation. Des couches de graisse et de fourrure ou de plumes aident à protéger les animaux du froid glacial. Le plumage et le pelage d’hiver ont tendance à être blancs comme la neige, tandis que la couleur d’été tend vers le brun.

En raison du pergélisol, peu d’animaux fouisseurs résident dans le climat de la toundra. Le manque de nourriture en hiver décourage également l’hibernation. Les animaux doivent donc être actifs en hiver ou migrer, et la plupart des types d’oiseaux migrent vers un climat plus chaud.

Les oiseaux ont tendance à avoir une grande envergure. Il n’y a pratiquement aucun vertébré à sang froid en raison des températures extrêmement froides, mais les insectes existent dans l’écosystème de la toundra. La plupart des espèces d’insectes de la toundra ont tendance à être aquatiques.

Bien que la diversité animale ait tendance à être plus faible dans l’écosystème de la toundra, il existe des espèces permanentes et migratrices notables.

Animaux terrestres

On trouve les immenses troupeaux de caribous en Amérique du Nord (connus sous le nom de rennes en Eurasie), qui se nourrissent de lichens et de plantes. La toundra attire les animaux migrateurs tels que les caribous et les oiseaux aquatiques, notamment pour les saisons de reproduction. Lorsque le temps froid arrive, ces animaux retournent vers le sud pour éviter les conditions les plus rudes.

On trouve également de petits troupeaux de bœufs musqués. Les loups, les carcajous, les renards arctiques et les ours polaires sont les prédateurs de la toundra. Les plus petits mammifères sont les lapins d’Amérique et les lemmings. Le lemming est le principal herbivore de la toundra. Le harfang des neiges règne en tant que prédateur partiellement migrateur qui réagit aux fluctuations de la population de lemmings.

Les principaux types d’animaux que l’on trouve dans la toundra sont ceux qui mangent des plantes et ceux qui mangent des animaux, des poissons, des insectes et des oiseaux.

Animaux mangeurs de plantes (herbivores)

• Campagnols
• Lemmings
• Écureuils
• Lièvre arctique
• Lapins d’Amérique
• Caribou/renne
• Bœuf musqué
• Chèvres de montagne
• Oies des neiges

Animaux mangeurs de viande (carnivores)

• Loups
• Carcajou
• Renards arctiques
• Ours polaires

Animaux aquatiques

Les animaux aquatiques qui sillonnent les eaux arctiques sont les suivants :

• Les phoques
• Morses
• Béluga
• Baleines

Poissons

Les espèces de poissons de la toundra comprennent

• Le saumon
• Morue
• Truite
• Poissons plats

Insectes

Il y a peu d’espèces d’insectes dans la toundra, mais les mouches noires, les mouches à chevreuil, les moustiques et les  » no-see-ums  » (minuscules moucherons piqueurs) font de la toundra un endroit misérable en été. Les moustiques peuvent remplacer l’eau contenue dans leur corps par un produit chimique appelé glycérol pour éviter de geler. Cela fonctionne comme un antigel et leur permet de survivre sous la neige pendant l’hiver. Les insectes que l’on trouve sont :

• Moustiques
• Mouches
• Sauterelles
• Papillons de nuit
• Bourdons de l’Arctique
• Coléoptères

Oiseaux

Les oiseaux migrateurs comme l’arlequin plongeur, les bécasseaux et les pluviers font de la toundra marécageuse un endroit formidable. Les oiseaux que l’on trouve sont :

• Faucons
• Corbeaux
• Huards
• Bécasseaux
• Sternes
• Mouettes et goélands
• Bruants des neiges
• Arlequin plongeur

Les gens dans la toundra

Des gens vivent dans certaines parties de la toundra, mais c’est principalement pour des travaux spécifiques à l’industrie, comme le travail sur les plateformes pétrolières. Bien que ces établissements soient généralement petits et beaucoup moins peuplés que d’autres zones habitées par l’homme, la présence des humains peut affecter et affecte effectivement l’équilibre délicat de l’écosystème de la toundra.

Les autochtones qui résident dans les zones de toundra suivent généralement les modèles d’une source principale de survie ; par exemple, certaines tribus vivent de l’ensemble des corps des rennes dans les zones de toundra.

Menaces sur la toundra

Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement de la planète. Aujourd’hui, le réchauffement climatique, qui résulte en grande partie de la pollution et des gaz à effet de serre, fait fondre le pergélisol de la toundra, et chaque année, plusieurs pieds de toundra sont perdus.

En raison du réchauffement général des températures dans le monde, lorsque la toundra fond, la masse végétale se décompose et renvoie du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, ce qui constitue l’une des plus grandes menaces actuelles pour la toundra arctique.

L’augmentation du nombre de personnes qui s’installent dans la toundra pour travailler dans les mines et sur les plates-formes pétrolières a entraîné la création de villes et de routes. Les déplacements de certains animaux vers les aires d’alimentation et de mise bas traditionnelles ont été perturbés par ces obstacles. De nombreux ours polaires sont morts de faim.

Des milliers d’oiseaux migrateurs viennent dans la toundra en raison de l’abondance des insectes. L’utilisation de pesticides pour lutter contre ces hordes d’insectes a permis à ces derniers d’atteindre de nombreux animaux par le biais de la chaîne alimentaire qui vit dans la toundra.

La pollution due à l’exploitation minière et au forage pétrolier a pollué l’air, les lacs et les rivières. La terre environnante est devenue si polluée que les plantes entourant certaines mines de nickel en Russie sont mortes. Lorsque le soleil frappe les ornières, il fait fondre le permafrost. Cela provoque l’érosion, et les ornières s’agrandissent, pour finalement se transformer en ravins. Certaines pistes tracées pendant la Seconde Guerre mondiale sont maintenant des lacs.

Le biome de la toundra est aujourd’hui confronté à de multiples menaces :

• Changement climatique : Le dégel du pergélisol libère du méthane et du dioxyde de carbone, accélérant le réchauffement global. De plus, la fonte de la glace réduit l’effet d’albédo, amplifiant encore ce phénomène.
• Activités humaines : L’extraction de pétrole, de gaz et de minéraux détruit les habitats et perturbe les cycles écologiques. La pollution, notamment les métaux lourds transportés sur de longues distances, affecte la faune et les populations locales.

Ces menaces mettent en péril non seulement la toundra, mais aussi les services écologiques qu’elle fournit au reste de la planète.

Efforts de conservation et recherches

Des initiatives locales et internationales sont en cours pour protéger la toundra :

• Création de zones protégées pour préserver les habitats naturels.
• Recherche sur le stockage du carbone dans le pergélisol et les effets du dégel.
• Collaboration avec les peuples autochtones pour promouvoir des pratiques durables.

La surveillance écologique à l’aide de technologies comme les drones et les satellites permet de suivre les changements en temps réel et de mieux comprendre l’impact des activités humaines.

Les 5 questions les plus fréquentes

Qu’est-ce que la toundra ?

La toundra est un biome froid et sans arbres, caractérisé par un sol gelé en permanence (pergélisol), des hivers rigoureux et des étés très courts.

Où trouve-t-on la toundra ?

Elle se situe principalement dans les régions arctiques, les sommets montagneux (toundra alpine) et certaines zones subantarctiques.

Quels animaux vivent dans la toundra ?

Parmi les espèces caractéristiques, on trouve le renard arctique, le caribou, l’ours polaire, le harfang des neiges et le bœuf musqué.

Comment les plantes survivent-elles dans la toundra ?

Les plantes ont des adaptations spécifiques comme des feuilles sombres, une croissance basse et des racines superficielles pour survivre au froid extrême et aux sols pauvres.

Pourquoi la toundra est-elle importante pour le climat mondial ?

La toundra agit comme un puits de carbone, stockant de grandes quantités de matière organique dans ses sols gelés, et joue un rôle dans la régulation climatique grâce à son effet d’albédo.

Cet article, structuré et détaillé, offre une vue d’ensemble complète du biome de la toundra, mettant en lumière son importance écologique et les défis auxquels il est confronté.