Comment les sécheresses extrêmes affaiblissent la capacité des arbres à absorber le carbone

Comment les sécheresses extrêmes affaiblissent la capacité des arbres à absorber le carbone Une sécheresse sévère a contribué aux dégâts généralisés du scolyte et à la mortalité des arbres dans les forêts de pins de l'ouest des États-Unis. Département américain de l'Agriculture, CC BY-ND

Il y a un mystère à l'intérieur des arbres dont dépend le sort des villes côtières, menacées par l'élévation du niveau de la mer du changement climatique. Chaque année, les forêts de la Terre occupent environ un quart du dioxyde de carbone émis par l'homme, ralentissant efficacement la vitesse et la gravité du réchauffement climatique. Ils enferment la plupart de ce carbone dans leurs tiges et l'y maintiennent pendant des siècles. Ce service qu'ils fournissent à l'humanité vaut environ 1 billion de dollars américains chaque année.

Mais rien ne garantit que les arbres du monde entier continueront de le faire dans les décennies à venir. Les changements climatiques entraînent une suralimentation des sécheresses, des incendies de forêt massifs et des épidémies d'insectes, qui ralentissent tous la croissance des arbres, tuent les arbres et rejettent ce carbone dans l'atmosphère.

Ainsi, la question d'un billion de dollars à laquelle les scientifiques se précipitent pour répondre est: quel est le sort des arbres dans un climat en évolution?

Dans une étude de l'impact des sécheresses sur les arbres, mes collègues et moi nous sommes concentrés sur un aspect de cette question, en particulier l'impact de la sécheresse sur les arbres. Notre analyse montre que les forêts ne rebondissent pas d'une sécheresse extrême aussi rapidement que les scientifiques l'avaient pensé - une découverte qui pourrait conduire à de meilleurs modèles pour la façon dont les forêts absorbent les émissions de carbone.

Lire l'histoire de l'arbre

Actuellement, nous volons en grande partie à l'aveugle lorsqu'il s'agit de prévoir le sort des arbres. Nos meilleurs outils prédictifs - modèles mathématiques basés sur la physiologie végétale et le climat - pas du tout d'accord sur l'avenir des forêts.

Certains montrent que les arbres continuent de pousser comme des fous et absorbent du carbone jusqu'à la fin du siècle. Dans d'autres, cependant, la sécheresse, la température et d'autres perturbations des écosystèmes freinent la croissance des arbres et tuent de nombreux arbres, et les écosystèmes commencent à perdre du carbone, accélérant rapidement la vitesse et la gravité du changement climatique. Pire encore, ces modèles ne sont généralement pas censés simuler avec précision impacts de la sécheresse sur les forêts.

Pour percer une partie de ce mystère, nous nous sommes tournés vers les cernes des arbres. La plupart des arbres de l'hémisphère Nord poussent des anneaux annuels, qui sont disposés autour de la tige comme des pages d'un livre dans un passé au cours de la vie de cet arbre.

Les scientifiques savent depuis des décennies que pendant la sécheresse, les arbres poussent plus lentement. Mais nous voulions connaître la réponse à une question simple: que se passe-t-il après la sécheresse? Les arbres récupèrent-ils et continuent-ils de croître, absorbant ce carbone de l'atmosphère? Ou, les dommages subis pendant la sécheresse pourraient-ils les faire croître plus lentement par la suite, même une fois la sécheresse terminée?

Parce que le changement climatique entraînera des sécheresses plus fréquentes et plus graves de nombreuses régions du monde, la récupération des forêts après la sécheresse sera cruciale pour déterminer si elles continuent à absorber le dioxyde de carbone et à ralentir le réchauffement climatique.

Gueule de bois de sécheresse

Nous avons utilisé une base de données en ligne accessible au public sur les cernes d'arbres de plusieurs milliers de sites forestiers à travers le monde, la plupart des mesures provenant d'Amérique du Nord, d'Europe et de certaines parties de la Russie. Dans environ 1,300 XNUMX sites forestiers qui répondaient à nos critères, nous avons recherché des données climatiques historiques pour savoir quand et où les graves sécheresses s'étaient produites. Nous avons ensuite examiné la croissance des arbres survivants après la fin de ces sécheresses.

Ce que nous avons trouvé était assez surprenant. En moyenne, les forêts ont mis de deux à quatre ans pour retrouver leur taux de croissance précédent après une grave sécheresse. Cet «effet hérité» de la sécheresse était plus grave dans les forêts sèches comme le sud-ouest des États-Unis et chez les espèces de pins. De plus, les espèces d'arbres qui ont pris le plus de risques - c'est-à-dire celles qui continuent de boire de l'eau à un taux élevé pendant une sécheresse - ont également eu les effets les plus importants sur l'héritage.

Sans études plus détaillées dans les forêts individuelles, nous n'avons pas pu déterminer exactement pourquoi les arbres poussent plus lentement après la sécheresse, mais nous avons quelques indications.

Le plus prometteur a été la constatation que les espèces d'arbres qui prennent des risques pendant la sécheresse semblent récupérer le plus lentement. Certaines espèces, comme le peuplier faux-tremble, continuent à utiliser l'eau et à maintenir la photosynthèse pendant la sécheresse, mais elles risquent d'endommager leurs systèmes de transport de l'eau et même de mourir. Cette stratégie est probablement avantageuse en période de pluie ou de sécheresse modérée, les aidant à dépasser leurs voisins et à gagner plus de lumière. Mais en cas de sécheresse sévère, cette stratégie peut se retourner. En fait, dans nos recherches antérieures sur les peupliers faux-trembles, nous avons trouvé beaucoup de dommages causés par la sécheresse dans le bois qui ont persisté pendant une dizaine d'années.

Lorsque nous avons examiné les modèles mathématiques actuels, nous avons constaté que tous ces modèles traitaient la sécheresse comme un interrupteur d'éclairage. Lorsque les arbres étaient stressés par la sécheresse, ils poussaient plus lentement. Mais lorsque la sécheresse a été atténuée, les modèles ont supposé que l'interrupteur était réenclenché et ils ont récupéré leur croissance parfaitement et immédiatement.

Cela indique que ces modèles manquent probablement de plusieurs processus clés pour simuler avec précision les impacts de la sécheresse sur les forêts. Ainsi, ils peuvent surestimer la quantité d'arbres pouvant aider à ralentir le changement climatique.

Gigatonnes de carbone de l'atmosphère

Dans quelle mesure cet effet importait-il? Nous avons effectué plusieurs calculs simples de l'absorption de carbone des forêts semi-arides avec et sans ces effets hérités de la sécheresse. Nous avons constaté que sur un siècle, les forêts semi-arides stockeraient 1.6 gigatonnes de carbone de moins en raison de l’effet hérité de la sécheresse, soit environ 25% Émissions annuelles de carbone aux États-Unis. Il s'agit certainement d'une estimation très prudente de son importance, car elle ne considère qu'une seule communauté de plantes dans une région, ou biome.

Cependant, de nombreuses questions importantes demeurent. Premièrement, ces effets hérités de la sécheresse se produisent-ils dans les forêts tropicales, qui sont parmi les puits de carbone les plus puissants de toutes les forêts? De nombreuses espèces d'arbres tropicaux ne produisent pas d'anneaux annuels cohérents, ce qui rend l'analyse des anneaux d'arbres difficile, mais certains groupes de recherche ont récemment réussi à mesurer les anneaux d'arbres dans quelques espèces tropicales.

Deuxièmement, dans quelle mesure la mortalité des arbres est-elle sensible à la sécheresse dans différentes régions et écosystèmes du monde? La mortalité des arbres s'est révélée incroyablement difficile à étudier, à comprendre et à prévoir, et la communauté se précipite pour résoudre ces questions.

Troisièmement, comment pouvons-nous améliorer nos modèles prédictifs pour mieux simuler la sécheresse? Dans d'autres recherches, mes collègues et moi tentons d'améliorer ces modèles de végétation en ajoutant le mécanisme des dommages causés par la sécheresse qui blesse et tue les arbres avec des stratégies d'utilisation de l'eau à risque.

En fin de compte, plus tôt et plus énergiquement nous aborderons le changement climatique d'origine humaine, plus les risques pour les forêts du monde entier seront faibles.

Nos recherches ont fait briller un petit rayon de lumière sur les secrets au cœur des arbres, remontant dans le temps pour comprendre l'avenir. Mais de nombreux mystères restent gravés à l'intérieur de ces organismes majestueux, mystères que nous avons désespérément besoin de percer.

A propos de l'auteurLa Conversation

anderegg williamWilliam RL Anderegg est chercheur postdoctoral au Princeton Environmental Institute de l'Université de Princeton. Ses recherches portent sur l'intersection des écosystèmes et du changement climatique. J'ai reçu mon doctorat. du Département de biologie de l'Université de Stanford.

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

livres_climatiques

DERNIÈRES VIDEOS

La grande migration climatique a commencé
La grande migration climatique a commencé
by super User
La crise climatique oblige des milliers de personnes dans le monde à fuir alors que leurs maisons deviennent de plus en plus inhabitables.
La dernière période glaciaire nous dit pourquoi nous devons nous préoccuper d'un changement de température de 2 ℃
La dernière période glaciaire nous dit pourquoi nous devons nous préoccuper d'un changement de température de 2 ℃
by Alan N Williams et coll.
Le dernier rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) indique que sans une diminution substantielle…
La Terre est restée habitable pendant des milliards d'années - A quel point avons-nous eu de la chance?
La Terre est restée habitable pendant des milliards d'années - A quel point avons-nous eu de la chance?
by Toby Tyrell
Il a fallu 3 à 4 milliards d'années à l'évolution pour produire l'Homo sapiens. Si le climat avait complètement échoué une seule fois à ce sujet ...
Comment cartographier le temps il y a 12,000 ans peut aider à prédire les changements climatiques futurs
Comment cartographier le temps il y a 12,000 ans peut aider à prédire les changements climatiques futurs
by Brice Réa
La fin de la dernière période glaciaire, il y a environ 12,000 XNUMX ans, a été caractérisée par une dernière phase froide appelée les Dryas plus jeunes.…
La mer Caspienne devrait chuter de 9 mètres ou plus ce siècle
La mer Caspienne devrait chuter de 9 mètres ou plus ce siècle
by Frank Wesselingh et Matteo Lattuada
Imaginez que vous êtes sur la côte, face à la mer. Devant vous se trouve 100 mètres de sable stérile qui ressemble à un…
Vénus ressemblait à nouveau à la Terre, mais le changement climatique l'a rendue inhabitable
Vénus ressemblait à nouveau à la Terre, mais le changement climatique l'a rendue inhabitable
by Richard Ernst
Nous pouvons en apprendre beaucoup sur le changement climatique grâce à Vénus, notre planète sœur. Vénus a actuellement une température de surface de…
Cinq incrédulités climatiques: un cours accéléré de désinformation climatique
Les cinq incrédulités climatiques: un cours accéléré de désinformation climatique
by John Cook
Cette vidéo est un cours intensif sur la désinformation climatique, résumant les principaux arguments utilisés pour mettre en doute la réalité…
L'Arctique n'a pas été aussi chaud depuis 3 millions d'années et cela signifie de grands changements pour la planète
L'Arctique n'a pas été aussi chaud depuis 3 millions d'années et cela signifie de grands changements pour la planète
by Julie Brigham-Grette et Steve Petsch
Chaque année, la couverture de glace de mer dans l'océan Arctique diminue à un point bas à la mi-septembre. Cette année, il ne mesure que 1.44…

DERNIERS ARTICLES

énergie verte2 3
Quatre opportunités d'hydrogène vert pour le Midwest
by Christian Tae
Pour éviter une crise climatique, le Midwest, comme le reste du pays, devra décarboner complètement son économie en…
ug83qrfw
Le principal obstacle à la réponse à la demande doit être éliminé
by John Moore, Sur Terre
Si les régulateurs fédéraux font ce qu'il faut, les clients de l'électricité du Midwest pourraient bientôt gagner de l'argent tout en...
arbres à planter pour le climat2
Plantez ces arbres pour améliorer la vie en ville
by Mike Williams-Rice
Une nouvelle étude établit les chênes vivants et les sycomores américains comme champions parmi 17 « super arbres » qui contribueront à rendre les villes…
fonds marins de la mer du nord
Pourquoi nous devons comprendre la géologie des fonds marins pour maîtriser les vents
by Natasha Barlow, professeur agrégé de changement environnemental quaternaire, Université de Leeds
Pour tout pays doté d'un accès facile à la mer du Nord peu profonde et venteuse, l'éolien offshore sera la clé pour rencontrer le net…
3 leçons sur les incendies de forêt pour les villes forestières alors que Dixie Fire détruit la ville historique de Greenville, en Californie
3 leçons sur les incendies de forêt pour les villes forestières alors que Dixie Fire détruit la ville historique de Greenville, en Californie
by Bart Johnson, professeur d'architecture de paysage, Université de l'Oregon
Un incendie de forêt brûlant dans une forêt de montagne chaude et sèche a balayé la ville de la ruée vers l'or de Greenville, en Californie, le 4 août…
La Chine peut atteindre les objectifs énergétiques et climatiques en plafonnant l'électricité au charbon
La Chine peut atteindre les objectifs énergétiques et climatiques en plafonnant l'électricité au charbon
by Alvin Lin
Lors du sommet des dirigeants sur le climat en avril, Xi Jinping a promis que la Chine « contrôlerait strictement l'énergie au charbon…
Eau bleue entourée d'herbe blanche morte
Une carte retrace 30 ans de fonte des neiges extrême à travers les États-Unis
by Mikayla Mace-Arizona
Une nouvelle carte des événements extrêmes de fonte des neiges au cours des 30 dernières années clarifie les processus qui entraînent une fonte rapide.
Un avion laisse tomber un ignifuge rouge sur un feu de forêt alors que les pompiers garés le long d'une route lèvent les yeux dans le ciel orange
Le modèle prédit une rafale d'incendies de forêt sur 10 ans, puis un déclin progressif
by Hannah Hickey-U. Washington
Un regard sur l'avenir à long terme des incendies de forêt prédit une rafale initiale d'une dizaine d'années d'activité d'incendie de forêt,…

Nouvelles attitudes - nouvelles possibilités

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Marché
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tous les droits sont réservés.