Comprendre pourquoi les arbres meurent peut être la clé du blocage du carbone

La mortalité croissante des arbres peut réduire la capacité de nombreuses forêts du monde entier à emprisonner le carbone en attirant les gaz à effet de serre de l’air. Pour bien comprendre ce que cela signifie pour les budgets carbone, les scientifiques doivent résoudre le casse-tête des raisons pour lesquelles les arbres meurent – et comment ils réagissent au changement.

«Il existe des observations généralisées d’augmentation de la mortalité des arbres due au changement climatique et à l’utilisation des terres», selon de nouvelles recherches. Cela semble transformer les habitats boisés, les arbres devenant de plus en plus courts dans de nombreuses forêts, ajoutent les auteurs.

Les estimations suggèrent que les forêts ont absorbé jusqu’à 30% des émissions anthropiques de carbone au cours des dernières décennies. Bien que les effets globaux de la perte d’arbres sur le cycle du carbone soient complexes car les vieux arbres et les jeunes qui les remplacent absorbent du carbone à des taux différents, la mortalité croissante semble affecter la capacité des forêts à emprisonner le carbone.

Les chercheurs de la nouvelle étude pensent que des taux de mortalité plus élevés peuvent commencer à l’emporter sur la capacité des arbres restants et nouveaux à maintenir cette absorption au même niveau – et potentiellement conduire à une réduction globale du couvert forestier et de la biomasse.

«  C’est assez inquiétant, car pour le moment, deux à trois molécules de dioxyde de carbone sur dix dans l’atmosphère reviennent dans les forêts, mais nous ne savons pas comment cela va continuer dans le futur  », a déclaré le Dr Thomas Pugh. , spécialiste de l’environnement à l’Université de Birmingham, Royaume-Uni.

Bien que la tendance à l’augmentation de la mortalité et à l’évolution de la composition des arbres dans les forêts ait été évidente dans des études plus localisées, la revue de la littérature et l’analyse des données de l’équipe sur le changement d’utilisation des terres ont indiqué que cela se produit sur une large base, dit-il.

Le Dr Pugh souligne cependant qu’il n’est pas encore possible de dire si cela se produit partout car de nombreux endroits n’ont toujours pas été étudiés. «Ce que nous montrons, c’est que si vous regardez à travers toutes les forêts, ces tendances sont répandues, même si différents endroits évoluent à des rythmes différents.

La mort de l’arbre

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment les changements forestiers sont liés aux futures perspectives de stockage du carbone. De nombreuses études se sont penchées sur les effets de la photosynthèse sur le stockage, mais une autre pièce essentielle du puzzle consiste à comprendre les taux et les causes de la mort des arbres à grande échelle.

Jusqu’à présent, il a été étonnamment difficile de se faire une idée globale de cela, dit le Dr Pugh.

C’est en partie parce que les arbres peuvent vivre des centaines d’années – et même si vous parvenez à observer la mort, la cause n’est souvent pas claire, dit-il. Si vous pouvez obtenir ces informations pour un arbre, vous devez faire des milliers d’observations pour comprendre les tendances.

« De même, nous savons combien de temps certaines espèces d’arbres peuvent vivre, mais nous ne savons pas combien de temps elles vivent généralement », a ajouté le Dr Pugh.

Un projet qu’il dirige appelé TreeMort, qui a été impliqué dans la nouvelle recherche, tente d’améliorer la compréhension de la durée de vie en combinant des mesures effectuées au cours des quatre dernières décennies à partir d’un large éventail de sources, y compris des études locales, des inventaires forestiers, des données sur les caractéristiques des plantes et des satellites. observations. Ce n’est que récemment que suffisamment d’informations ont été amassées pour vraiment faire cela, dit-il.

Jusqu’à présent, l’équipe a acquis un aperçu des causes les plus visibles de décès, constatant qu’environ 12% de la mortalité des arbres en termes de perte de biomasse dans le monde est causée par de grandes perturbations, telles que les incendies, le déracinement à grande échelle des arbres par le vent. , récolte et épidémies de ravageurs.

«Je m’attendais à ce que les événements à plus grande échelle représentent une part plus importante dans l’ensemble», a déclaré le Dr Pugh. «Ils ont un impact si important sur le paysage, mais il s’avère que dans de nombreuses forêts, la plupart des actions se déroulent à des échelles plus petites.

Des ravageurs tels que les scolytes, ainsi que les incendies, le vent et la récolte, sont responsables d’événements de destruction à grande échelle dans les forêts, mais ils ne représentent qu’environ 12% des décès d’arbres. Crédit d’image – Thomas Pugh

Dans le même temps, il a été surpris dans une autre étude de voir à quel point les arbres en Europe semblaient mourir «massivement» à cause de la récolte.

La prochaine étape, dit-il, consiste à mieux comprendre les causes et le calendrier des 88% restants d’événements moins visibles, tels que la récolte à plus petite échelle et le déracinement par le vent, la concurrence avec les arbres voisins, la maladie, la sécheresse et plus. effets climatiques à terme tels que des températures plus chaudes.

Au cours des deux dernières années, l’équipe du Dr Pugh a rassemblé et normalisé des données provenant d’une grande variété d’études, et est maintenant prête à examiner de plus près.

Il pense qu’obtenir ces informations sur la mort des arbres – et les ajouter à la recherche sur les effets de la photosynthèse et le nombre d’arbres – peut changer la donne dans la prévision plus précise des budgets carbone. « Nous n’allons en aucun cas supprimer l’incertitude … mais nous pensons que nous pouvons mettre des limites beaucoup plus strictes sur ce puits de carbone. »

Non seulement cela, mais la compréhension de la mortalité des arbres a des implications beaucoup plus larges pour les changements des écosystèmes forestiers en ce qui concerne le mélange et la diversité des arbres et des animaux qu’ils contiennent. «Cela ouvre de nombreuses possibilités pour construire des travaux en plus de cela, car la vitesse à laquelle les arbres meurent a de nombreuses implications pour les écosystèmes», a déclaré le Dr Pugh.

À plus petite échelle

Mais nous avons encore beaucoup à apprendre sur les arbres à une échelle beaucoup plus petite pour aider à améliorer les prévisions mondiales de stockage du carbone au fil du temps. Les arbres emprisonnent le carbone dans leur bois et leurs racines au fur et à mesure de leur croissance, de sorte que l’analyse de la croissance des tissus ligneux et de la façon dont elle est affectée par les variations climatiques peut éclairer les perspectives de stockage.

Le projet INTREE cherche à le faire dans les forêts tempérées des Alpes et du Canada grâce à une nouvelle approche qu’il a développée pour analyser la formation du xylème – tissu ligneux qui conduit l’eau et les nutriments.

La méthode, appelée «  anatomie qualitative du bois intra-anneau  », implique de nouvelles études anatomiques combinées aux résultats antérieurs de deux approches traditionnelles – analyse à long terme des cernes annuels des arbres sur des décennies et surveillance saisonnière à plus court terme des coupes de bois hebdomadaires au microscope .

Selon le Dr Daniele Castagneri, chercheur pour INTREE à l’Institut fédéral suisse de recherche sur la forêt, la neige et le paysage (WSL), il est essentiel d’observer les processus aux deux échelles pour obtenir une vue d’ensemble plus complète.

Certaines études de l’équipe ont déjà fait allusion à l’importance de leur approche. Lorsque les chercheurs ont étudié comment les épidémies de la tordeuse des bourgeons affectaient le mélèze d’Europe (Larix decidua) par défoliation – qui peut supprimer la croissance en empêchant la photosynthèse – ils ont découvert que les études précédentes avaient peut-être sous-estimé la perte de biomasse résultante d’environ 25%.

Ils ont également trouvé des preuves qu’un climat plus chaud pourrait à long terme avoir un impact global sur la réduction des taux de croissance des arbres dans les forêts boréales dans certaines des latitudes les plus septentrionales qu’ils ont examinées au Canada. Cela contredit leurs attentes selon lesquelles des preuves indiqueraient que les arbres de cette région poussent plus rapidement à l’avenir en raison d’une saison de croissance correspondante plus longue. Les chercheurs suggèrent que cela pourrait également conduire au dépérissement des arbres, où les arbres meurent à partir de leur extrémité.

«À la lumière du changement climatique, cela signifie que même les forêts boréales dans un climat relativement humide pourraient subir un stress de sécheresse», a déclaré le Dr Castagneri.

Bien que de telles études suggèrent que certains effets climatiques peuvent être plus importants qu’on ne le pensait auparavant, il prévient qu’il est actuellement difficile de généraliser en raison du besoin d’informations sur de nombreuses autres espèces d’arbres et habitats.

Le Dr Patrick Fonti, un autre chercheur au WSL qui supervise INTREE, dit que cela est aidé par un nombre croissant de recherches. «Nous nous rapprochons de cela parce qu’il y a plusieurs groupes qui travaillent dans la même direction, donc il y a de plus en plus de données qui se rassemblent», a-t-il déclaré.

Dans un an ou deux, INTREE espère relier plus directement ses découvertes à une échelle anatomique au cycle du carbone, mais le Dr Castagneri dit qu’il faudra un certain temps avant que cela puisse être fait à l’échelle mondiale.

«Les connexions avec le cycle mondial du carbone sont très complexes et la mise à l’échelle du niveau de la cellule à la forêt ne peut pas être facile», a-t-il déclaré.

Il espère que l’équipe pourra éventuellement avoir une bonne compréhension quantitative des flux de carbone et combiner cela avec d’autres groupes pour améliorer la compréhension. Peut-être qu’alors, dit-il, nous pourrons «avoir des modèles plus précis qui prédisent ce qui arrivera aux forêts».

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