vignette|Sol jonché de feuilles mortes. Une feuille morte est une feuille dont les cellules sont mortes. Cette expression désigne le plus souvent des feuilles d'arbres et de buissons qui, avec les débris végétaux (tiges, rameaux…) se décomposent pour former la litière.
La lente décomposition des feuilles mortes par le vivant est un service écosystémique majeur., notamment nécessaire au bon déroulement du cycle du carbone et pour la protection et la vie des sols.
Saisonnalité ou non Le caractère saisonnier de la chute des feuilles mortes varie selon l'espèce et le climat : En climat tempéré les feuilles des arbres à feuilles caduques meurent à l'automne. Le changement de couleur des feuilles vers le jaune, le rouge brun ou le roux signale en général la chute prochaine. Les feuilles mortes des espèces d'arbres marcescents, comme les hêtres, tombent beaucoup plus tardivement, au printemps suivant. Les essences à feuilles persistantes, comme le houx et certains résineux, ne perdent pas leurs feuilles ou aiguilles à l'automne... En zone tropico-équatoriale, certaines espèces d'arbres perdent toutes leurs feuilles durant la saison sèche et non durant la saison froide. En zone équatoriale, les feuilles mortes tombent toute l'année.
Rôle des feuilles mortes (botanique, écologie) vignette|Accumulation de feuilles mortes sur l'eau. Sur les terres émergées, dans les zones humides et dans les cours d'eau, les feuilles mortes jouent un rôle très important dans le cycle de croissance de l'arbre, dans le cycle du carbone, celui de l'azoteHenry, E. (1902), Fixation de l'azote atmosphérique par les feuilles mortes en forêt. Ann. Sci. Agron, 3, 313-317. et ceux de divers nutriments, à travers le réseau trophique), ainsi que pour la pédogenèse.
Sur le sol, elles alimentent certains vers de terre, qui par leurs galeries et leur comportement homogénéisent, aèrent et enrichissent les solsZajonc, I. (1971). Participation des Lombrics (Lumbricidae) dans la libération des éléments minéraux des feuilles mortes d'une forêt de hêtres et de chênes. Organismes du Sol et Production Primaire Proc. 4th Int. Coll. Soil Zool., Ann. Zool.—Ecol. anim, 71(7), 387-395.Bouché, M. B. (1977). Stratégies lombriciennes. Ecological Bulletins, 122-132.. Ce rôle varie selon l'espèce végétale. Certaines feuilles sont plus facilement biodégradables par des communautés de bactéries, de champignons et d'invertébrés. L'humidité, l'aciditéDangles, O., Gessner, M. O., Guerold, F., & Chauvet, E. (2004). Impacts of stream acidification on litter breakdown: implications for assessing ecosystem functioning. Journal of Applied Ecology, 41(2), 365-378., la teneur de la feuille en certains composésChergui, H., Haddy, L., Markaoui, M., & Pattee, E. (1997). Impact des produits de lessivage de feuilles mortes sur la teneur en oxygène de l'eau et sur la survie d'un gastéropode. Acta Oecologica, 18(5), 531-542., la microfaune de décomposeurs comme les diplopodesDAVID, J. F. (1986). Influence de la durée du séjour dans la litière des feuilles mortes de chêne (Quercus petraea, Liebl.) sur leur consommation par le Diplopode Cylindroiulus nitidus (Verhoeff, 1891). Comptes rendus de l'Académie des sciences. Série 3, Sciences de la vie, 302(10), 379-381. et la microflore fongique et bactérienne présente dans l'environnement influent sur la vitesse de décomposition de la nécromasse foliaire qui s'accumule au sol, dans les creux. Les animaux décomposeurs s'allient aux bactéries et surtout aux champignons pour se nourrir des feuilles mortes..
Elles servent de nourriture, d'habitat, de support et d'aliment à des communautés de décomposeurs, bactéries et microchampignons aquatiques comme chytridiomycota qui connaissent en eau douce un pic de croissance en hiverNikolcheva, L. G., & Bärlocher, F. (2004). Taxon-specific fungal primers reveal unexpectedly high diversity during leaf decomposition in a stream. Mycological Progress, 3(1), 41-49, puis à de nombreux invertébrésOertli, B. (1992). L'influence de trois substrats (Typha, Chara, feuilles mortes) d'un étang forestier sur la densité, la biomasse et la production des macroinvertébrés aquatiques (Doctoral dissertation).. Leur teneur en carbone et en azoteAerts, R., Van Logtestlin, R., Van Staalduinen, M., & Toet, S.(1995). Nitrogen supply effects on productivity andpotential leaf litter decay ofCarexspecies from peatlandsdiffering limitation.Oecologia, 104, 447e453. (et parfois en certains toxiques : métaux lourds, polluants automobiles…) influent sur leur vitesse de décomposition dans la litière, un milieu constamment renouvelé à partir du bois mort et des feuilles mortes, et qui a de nombreuses interactions avec d'autres compartiments des écosystèmesTrémolières, M., & Carbiener, R. (1985). Quelques aspects des interactions entre litières forestières et écosystèmes aquatiques ou terrestres. Revue d'écologie, 40(4), 435-449..
En Europe et ailleurs, annuellement, d'énormes quantités de feuilles mortes sont chaque année retirées de l'environnement, et envoyées en déchetteries ou brûlées. Une étude danoise (2023) montre que si elles étaient, au Danemark, laissées au sol, ce pays économiserait d'émissions de dioxyde de carbone par an. Les déchets verts des villes et des particuliers sont essentiellement des feuilles mortes, des tontes, des brindilles et branches mortes, matériaux précieux pour la biodiversité, le sol et le climat. Pour le Professeur Per Gundersen (enseignant en écologie forestière à l'université de Copenhague), il faudrait, autant que possible, de conserver in situ ou à proximité les feuilles mortes, au profit de la biodiversité et du stockage de dioxyde de carbone dans l'humus. . Pour Gundersen, un jardin dit « propre » parce que débarrassé des feuilles mortes n'est pas un jardin sain. Une gestion plus simple, plus sobre et moins fatigante, orientée zéro déchet peut s'appuyer sur le mulching (tondeuse laissant en place le résidu de tonte), et l'utilisation des feuilles mortes et tailles de haies en paillage ou pour la production de compost).
Le cas particulier des cours d'eau et des pièces d'eau
Une grande quantité de feuilles, notamment apportées par le vent et le ruissellement, aboutit dans les ruisseaux, torrents, rivières et fleuves. Leur décomposition microbienne commence dès les heures qui suivent via des assemblages fongo-microbiens associant des centaines d'espèces de microchampignons et de bactéries.. La nature et composition de ces assemblage varie selon le contexte du cours d'eau, les espèces de litière et le stade de décomposition de la feuille.Des chercheurs ont récemment montré (au moyen du suivi d'isotopes stables) que comme sur terre, la feuille « morte » arrive dans l'eau déjà colonisée par une grande partie des champignons qui la décomposeront. Ils étaient dormant sur la feuille sénescente et se développeront dans la feuille immergée. Par contre les bactéries viendront, elles, presque toutes de la colonne d'eau. La même étude a montré que les assemblages fongo-bactériens changent selon le type de feuille et évoluent à partir du stade de la feuille sèche jusqu'à la décomposition totale.
Au fur et à mesure de la décomposition de la feuille en particules de plus en plus petites, celle-ci relargue peu à peu ses composants (chimiques, biochimiques), au gré des saisons, du courant, de la profondeur, de l'ensoleillementChergui, H., Haddy, L., Markaoui, M., & Pattee, E. (1997). Impact des produits de lessivage de feuilles mortes sur la teneur en oxygène de l'eau et sur la survie d'un gastéropode. Acta Oecologica, 18(5), 531-542. (et le cas échéant, des polluants accumulés du vivant de la feuille). La décomposition des feuilles dans l'eau contribuent aux chaines alimentaires subaquatiques, y compris dans les grands fleuves (phénomène par exemple étudié dans le Rhône)Pattee, E., Bornard, C., & Mourelatos, S. (1986). La décomposition des feuilles mortes dans le réseau fluvial du Rhône : influence du milieu et principaux agents responsables. Revue française des sciences de l'eau, 5(1), 45-74., permanentes ou temporairesMaamri, A., Chauvet, E., Chergui, H., Gourbiere, F., & Pattee, E. (1998). Microbial dynamics on decaying leaves in a temporary Moroccan river. I-Fungi. Archiv für Hydrobiologie, 144(1), 41-59..
Une partie du « carbone détritique » qui en est issu est lessivé sous forme de matière organique dissoute. Mais ce carbone peut être rapidement réintégré dans le réseau trophique macroscopique via les microbes, puis via les invertébrés aquatiques qui se nourrissent de ces microbes. Ce carbone est alors retenu plus longtemps dans le cours d'eau et éventuellement transféré vers des niveaux trophiques supérieurs, terrestres. Les microbes qui prolifèrent au contact des feuilles mortes peuvent : rendre ces feuilles plus comestibles pour divers invertébrés ; nourrir des invertébrés (racleurs, filtreurs ou opportunistes) et certaines larves d'autres animaux ; Ils peuvent aussi : concurrencer des invertébrés pour l'accès à certaines ressources liées à la litière ; biosynthétiser des composés freinant les flux de carbone et d'azote vers les invertébrés.
Durant le temps de la décomposition (plusieurs mois en zone tempérée), les éléments minéraux apportés par les feuilles mortes ont maintes opportunités de réintégrer le réseau trophique, à une vitesse et dans des conditions qui pourraient être modifiées par les changements globaux anthropiques, climatiques notamment..
En complément des observations locales ou faites en microcosme, une grande étude internationale (2021), faite à l'échelle mondiale a confirmé que la biodiversité des organismes détritivores améliore la décomposition de la litière dans les cours d'eau, même si d'autres facteurs jouent également un rôle (abondance, biomasse et taille corporelle des détritivores, avec des variations selon les biomes et climats ou microclimats).. Cette relation est d'autant plus marquée qu'on se rapproche de l'équateur, alors que l'abondance et de la biomasse sont des facteurs plus importants aux latitudes plus élevées.. Les auteurs estiment que le recul ou la disparition des détritivores peut freiner la décomposition de la litière, notamment en zones tropicales, où la diversité des détritivores est déjà relativement faible et où certains facteurs de stress environnementaux sont particulièrement répandus.