Forêts et climat: le puits de carbone proche de l’épuisement

Le 14 janvier 2021 par Romain Loury
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Les écosystèmes terrestres absorbent 30% de nos émissions
Les écosystèmes terrestres absorbent 30% de nos émissions

La végétation terrestre, puits crucial de carbone, est proche du point de basculement, révèle une étude publiée mercredi 13 janvier dans Science Advances. Du fait de la hausse des températures, les écosystèmes les plus riches en carbone, dont les taïgas et les forêts tropicales, pourraient voir leur potentiel de stockage s’effondrer dans les 30 prochaines années.

A ce jour, la hausse atmosphérique du CO2 entraîne un verdissement de la planète. La preuve que, avec les océans, les forêts terrestres constituent nos meilleurs alliés naturels pour éponger nos émissions de gaz à effet de serre. Or cet important puits de carbone commence à montrer des signes d’essoufflement, selon l’étude menée par Katharyn Duffy, chercheuse au Center for Ecosystem Science and Society (Northern Arizona University), et ses collègues.

Les chercheurs ont étudié les flux de carbone au sein de FLUXNET, un réseau mondial de tours micrométéorologiques dont le but est d’étudier l’absorption et la libération de CO2 par les écosystèmes terrestres. Menée à partir des données 1991-2015, leur extrapolation aux futures décennies révèle un tableau plus sombre que dépeint à ce jour.

Photosynthèse et respiration, yin-yang végétal

Petit rappel: les végétaux sont surtout connus pour leur capacité à absorber du CO2 atmosphérique pour le transformer en sucres -sous l’action de la lumière et de l’eau-, selon le phénomène de la photosynthèse. Mais, comme l’ensemble des êtres vivants, ils ont aussi besoin de respirer, se servant des sucres qu’ils ont synthétisés pour se procurer de l’énergie, libérant ainsi du CO2.

Or ces deux phénomènes, photosynthèse et respiration, varient d’intensité en fonction de la température. La photosynthèse s’accentue jusqu’à un optimum variable selon les types de végétaux: chez les plantes dites ‘en C3’ –la grande majorité des végétaux-, l’optimum est en moyenne à 18°C; chez les plantes ‘en C4’ –pour la plupart d’origine tropicale-, il se situe à 28°C.

C’est là que le bât blesse: une fois ce seuil franchi, la photosynthèse diminue, tandis que la respiration s’accentue de manière exponentielle. Bilan des courses, le puits de carbone s’épuise rapidement une fois passé la température optimale de photosynthèse.

Un puits en chute de 50% d’ici à 2100

Actuellement, 10% des écosystèmes terrestres ont déjà dépassé ce seuil thermique, mais il s’agit pour la plupart de zones arides ou semi-arides, ou bien de zones où la température optimale n’est franchie qu’un à deux mois par an. La situation pourrait rapidement s’aggraver, estiment les chercheurs.

Dans un scénario climatique tendanciel (‘business as usual’, ceux de type RCP8.5 qui prévoient une hausse moyenne de 4,3 °C à l’horizon 2100 par rapport à l’ère préindustrielle), la moitié des écosystèmes terrestres pourraient avoir dépassé ce point de basculement thermique à la fin du siècle.

Pire, cet effondrement sera particulièrement prononcé d’ici à 2050, en raison d’une forte sensibilité thermique des meilleurs puits forestiers: taïgas russes et canadiennes, forêts tropicales d’Amazonie et d’Asie du Sud-Est.

Selon la modélisation des chercheurs, cet affaissement de moitié du puits pourrait en réalité être de 45% avant 2050, puis de 5% additionnels en 2100. S’il n’est pas improbable que la végétation puisse en partie s’acclimater à la hausse de température, le rythme du réchauffement s’annonce bien plus rapide que celui d’une éventuelle adaptation, estime l’équipe.

L'accord de Paris, limite impérative

«Le plus frappant dans notre analyse, c’est à quel point les optima thermiques de photosynthèse sont bas. En tenant compte de l’intensification de la respiration, nos résultats suggèrent que toute hausse de température sera délétère au puits terrestre de carbone. Si l’on ne maintient pas le réchauffement en-dessous du seuil fixé par l’accord de Paris [en-dessous de +2°C par rapport à l’ère préindustrielle, ndlr], les écosystèmes terrestres ne pourront plus atténuer nos émissions», commente Vickery Arcus, co-auteur de l’étude et chercheur à l’université de Waikato (Hamilton, Nouvelle-Zélande).

S’il ne s’agit là que d’une modélisation, qui peine à tenir compte des spécificités des écosystèmes –au-delà du métabolisme C3 ou C4-, d’autres facteurs aggravants sont laissés de compte. Notamment le fait que la température accroît le risque d’incendie. Ou encore que le réchauffement s’accompagne souvent de sécheresses, freinant encore plus la photosynthèse. Et c’est aussi sans compter le rôle de la déforestation qui, à son niveau actuel, n’est plus compensée par la photosynthèse.