Les forêts absorbent 25 à 30 pour cent des émissions anthropiques de dioxyde de carbone - un gaz à effet de serre puissant - et sont donc considérées comme jouant un rôle crucial dans l'atténuation de la vitesse et de l'ampleur du changement climatique.

Cependant, une nouvelle étude qui combine les projections du futur modèle climatique; des enregistrements historiques des cernes d'arbres sur l'ensemble du continent nord-américain; et comment les taux de croissance des arbres peuvent répondre à une concentration plus élevée de dioxyde de carbone dans l'atmosphère montre que l'effet d'atténuation des forêts sera probablement beaucoup plus faible à l'avenir que suggéré précédemment.

Publiée dans la revue Ecology Letters, l'étude est la première à révéler l'impact possible d'un climat changeant sur le taux de croissance des arbres dans toute l'Amérique du Nord, en d'autres termes, comment leur croissance change avec le temps et en réponse aux conditions environnementales changeantes.

Le résultat: des cartes de prévision détaillées pour l'ensemble du continent nord-américain qui révèlent comment la croissance de la forêt sera affectée par le changement climatique.

Les chercheurs ont combiné les projections climatiques pour l'Amérique du Nord, élaborées par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, avec des données historiques sur les cernes des arbres, basées sur des échantillons couvrant la période 1900 à 1950 aux sites d'échantillonnage 1,457 du continent.

Comment les forêts vont-elles réagir?

"Nous avons ensuite regardé comment la croissance de ces arbres a changé historiquement sous divers climats passés et utilisé pour prédire comment ils vont grandir dans le futur à travers le continent, du Mexique à l'Alaska", explique le premier auteur Noah Charney, chercheur postdoctoral. associé au département d'écologie et de biologie de l'évolution de l'Université de l'Arizona.

"La recherche est sans précédent et novatrice dans l'utilisation de grandes données biologiques", explique le co-auteur Brian Enquist, professeur au département d'écologie et de biologie évolutive et membre du Centre d'études environnementales Aspen à Aspen, au Colorado. «Nous avons utilisé un réseau de plus de 2 millions d'observations d'anneaux d'arbres couvrant l'Amérique du Nord. Les cernes d'arbres fournissent un enregistrement sur la manière dont les arbres qui poussent dans différents climats réagissent aux changements de température et de précipitations. "

Les résultats remettent en question les conclusions précédentes sur la façon dont les forêts réagiront aux températures moyennes plus élevées, à l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre et à l'évolution des régimes pluviométriques.

L'équipe a été surprise de ne trouver aucune preuve d'un processus d'absorption des gaz à effet de serre appelé effet de verdissement boréal dans leurs simulations. L'écologisation boréale fait référence à l'hypothèse selon laquelle les arbres dans les hautes latitudes, où les températures plus froides limitent la croissance, devraient bénéficier de températures plus élevées et de concentrations plus élevées de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et, par conséquent, être vert. À leur tour, ces forêts boréales prospères devraient être en mesure d'épurer plus de dioxyde de carbone de l'atmosphère, de sorte que l'idée, en atténuant le changement climatique.

«Jusqu'à présent, il n'y avait pas de bonne façon de prendre en compte la manière dont les arbres réagissent au changement climatique dans de nouvelles conditions climatiques», explique Margaret Evans, chercheuse principale au Laboratoire de recherche sur les cernes (CRTR) et l'écologie. et le département de biologie évolutive. "Notre étude fournit cette perspective. Nous voyons que lorsque les arbres sont poussés sous l'effet du changement climatique, leur réponse change. "

«De nombreuses études de modélisation climatique antérieures ont compté sur les forêts boréales pour nous éviter la catastrophe climatique en compensant nos émissions, mais nous ne voyons pas d'écologisation dans nos résultats», explique Valérie Trouet, professeure agrégée à la CRTL. "Au lieu de cela, nous voyons le brunissement. L'influence positive que les températures plus élevées sont censées avoir sur les forêts boréales, nous ne le voyons pas du tout. "

Les changements les plus spectaculaires dans les taux de croissance des forêts ont été observés à l'ouest du continent nord-américain, avec une croissance jusqu'à 75 en pourcentage plus lente pour les arbres du sud-ouest des États-Unis, le long des Rocheuses. Des augmentations de la croissance ont été observées seulement le long de certaines régions côtières, principalement dans le nord-ouest du Pacifique, le nord-est du Québec et les provinces maritimes, ainsi que dans le bassin de la Floride.

Certaines des prédictions découlant des simulations sont déjà en cours.

Boucle de rétroaction négative

«En Alaska, par exemple, où les arbres ont été projetés pour répondre positivement à des températures plus chaudes sous l'effet du verdissement boréal, nous voyons que les arbres répondent maintenant négativement à la place», explique Evans. «Les arbres dans les très hautes latitudes sont limités par les températures froides, donc oui, dans les années plus chaudes ils poussent plus, mais il y a un point de basculement, et une fois qu'ils passent, un climat plus chaud devient une mauvaise chose plutôt qu'une bonne chose.

Le réchauffement climatique pousse déjà de nombreuses forêts vers ce point de basculement, qui peut être atteint dès 2050, prévient l'étude. En plus d'être rapidement exposés à des températures qu'ils n'ont pas connues au cours de leur vie et qui ne sont pas préparés à l'évolution, leur croissance entravée rend les arbres encore plus vulnérables aux stress supplémentaires.

"Il y a une boucle de rétroaction critique et potentiellement préjudiciable qui se passe ici", dit Charney. «Lorsque le taux de croissance des arbres diminue en réponse à des facteurs environnementaux tels que le froid ou la sécheresse, ils peuvent s'en sortir pendant quelques années, mais avec le temps, ils épuisent leurs ressources et sont plus vulnérables aux agressions supplémentaires. ou une grande sécheresse ou des épidémies d'insectes. Année après année, la croissance lente signifie donc que les forêts deviennent de moins en moins résilientes. "

En conséquence, une forêt peut passer très rapidement d'un actif climatique à un producteur de carbone.

"C'est comme un thermostat qui a mal tourné", dit Evans. «Les forêts agissent comme un puits de carbone en retirant le dioxyde de carbone de l'atmosphère, mais plus le climat se réchauffe, plus les arbres poussent lentement, moins ils absorbent de carbone et plus vite le climat change.

«Les résultats soulignent également l'importance potentielle de stratégies de gestion forestière adaptées localement pour aider à atténuer les diminutions de la croissance des forêts prévues par nos analyses», explique M. Charney.

Les implications pourraient potentiellement s'appliquer dans le monde entier. Alors que leurs modèles ne comprenaient pas de données provenant de l'extérieur du continent nord-américain, il «semble très probable que les conclusions tirées dans cette étude s'appliquent également dans la forêt eurasienne», explique Evans. "Les forêts boréales d'Eurasie sont plus étendues et même plus importantes que celles de l'Amérique du Nord continentale."

Des chercheurs de l'Institut fédéral suisse de recherche, de l'Académie polonaise des sciences, de l'Université d'État de Montana, du Collège Bryn Mawr et de l'Institut fédéral suisse de recherche sont les coauteurs de l'étude. Le Centre d'études environnementales Aspen et le Collège des sciences de l'UA ont fourni des fonds.

La source: Université de l'Arizona

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