Les modifications environnementales sont responsables de changements importants des rythmes des espèces aussi bien animales que végétales. Les événements printaniers tels que la floraison, la feuillaison, le retour des oiseaux migrateurs, l'émergence des insectes ont lieu de plus en plus tôt alors que les événements d'automne tels que l'entrée en hibernation ou en diapause, la sénescence foliaire ont lieu de plus en plus tard. Ces changements sont bien documentés de part le monde grâce à des observations qui ont été menées sur le long terme et qui ont été initiées par exemple en France par le Service de la Météorologie en 1880. Bien que des interrogations demeurent quant aux conséquences à long terme de ces changements, ces modifications des cycles de développement pourraient avoir des conséquences notables sur le bilan de carbone des écosystèmes, sur la survie des espèces et leur capacité de reproduction et de dissémination donc sur les paysages forestiers. Des modifications des conditions de dormance pourraient affecter défavorablement des populations dans les marges sud de leurs aires (non satisfaction des besoins en froid) ou au contraire les favoriser aux marges nord (levée de la contrainte thermique). Des observations très récentes en région méditerranéenne montrent que l'absence de froid hivernal se traduit par une croissance continue et des débuts de floraison en hiver chez les résineux. Ces phénomènes s'accompagnent d'un accroissement des cas d'avortements de rameaux par dégâts de gel ou attaques de pathogènes sur les tissus mal lignifiés.Ces changements phénologiques pourraient expliquer en partie les changements de productivité des écosystèmes forestiers observés depuis ces dernières années ainsi que certains dépérissements. Depuis le début du XIXème siècle, des épisodes de mortalité forestière locale ou régionale ont été régulièrement rapportés en Europe et en Amérique du nord. Ils sont toujours liés à la conjonction d'une forte sécheresse et de facteurs prédisposant ou aggravant comme des erreurs de gestion, des attaques d'insectes ou de champignons pathogènes, des sols contraignants ou une position de l'espèce concernée en limite d'aire de répartition. Cependant, depuis 15 ans, à l'échelle de la planète, une forte augmentation du nombre de cas a été rapportée. Les milieux jusque là épargnés sont touchés, comme les forêts tropicales humides, les forêts boréales, et certaines forêts de montagne. Si la sécheresse est encore souvent évoquée, les cas les plus graves semblent avoir une autre origine. Les attaques d'insectes liées à des hivers trop doux, l'émergence de nouveaux pathogènes, l'effet direct des températures extrêmes causent des catastrophes d'une ampleur nouvelle : parfois spectaculaire (mortalité massive sur des millions d'hectares) ou plus insidieuse (mortalité diffuse généralisée à l'échelle continentale). Le changement climatique ne peut qu'aggraver ces phénomènes dans le futur, d'autant que les effets différés des accidents climatiques graves sur le développement architectural des arbres empêchent ceux-ci de récupérer rapidement lorsque le climat redevient normal.