Par Simon Lewis, chercheur en science du changement mondial à l’Université de Leeds et à l’University College London, et collaborateur de Carbon Brief.
https://www.carbonbrief.org/guest-post-worlds-intact-tropical-forests-reached-peak-carbon-uptake-in-1990s
La surface terrestre de la planète élimine actuellement environ 30 % de toutes les émissions de CO2 générées par l’homme, les forêts tropicales jouant un rôle majeur dans ce “puits de carbone”.
Les forêts tropicales intactes revêtent une importance particulière. Selon un document de référence publié en 2011, elles ont absorbé 15 % de toutes les émissions de CO2 générées par l’homme entre 1990 et 2007.
Cette recherche a montré que les forêts tropicales intactes qui ne sont pas perturbées par l’exploitation forestière ou les incendies s’agrandissent en moyenne au fil du temps — ce qui serait dû à l’augmentation des niveaux de CO2 dans l’atmosphère qui stimule la photosynthèse.
Cependant, une nouvelle recherche publiée cette semaine dans Nature, par mes collègues et moi-même, brosse un tableau beaucoup plus alarmant du rôle des forêts tropicales dans le ralentissement du changement climatique.
En utilisant deux grands ensembles de données sur les forêts en Afrique et en Amérique du Sud, couvrant 300 000 arbres, nous montrons que le puits de carbone dans les forêts tropicales est en déclin rapide.
En fait, selon notre analyse, la capacité des forêts tropicales intactes à éliminer le CO2 de l’atmosphère a atteint son maximum dans les années 1990 et est en déclin depuis.
Troubles tropicaux
Les forêts agissent comme un puits de carbone net lorsque la quantité de carbone gagnée par la croissance des arbres et l’établissement de nouveaux arbres est supérieure à la quantité perdue par la mortalité des arbres.
Pour évaluer l’évolution de ce puits dans le temps, nous avons utilisé des données sur les arbres remontant à 30 ans. Au cours de la période d’étude, les équipes de recherche ont mesuré chaque arbre dans 565 parcelles de forêts intactes en Amazonie, dans le bassin du Congo et en Afrique de l’Ouest.
Les résultats montrent que, dans les années 1990, la forêt tropicale moyenne non perturbée a retiré de l’atmosphère 0,57 tonne de carbone par hectare et par an. Mais ce chiffre est tombé à environ 0,38 tonne de carbone dans les années 2010.
Cela représente une réduction d’un tiers de la capacité de puits de carbone des forêts tropicales intactes en seulement deux décennies.
Si nous extrapolons nos résultats pour considérer toutes les forêts tropicales intactes restantes de la planète, nous constatons que l’absorption de carbone a atteint un pic de 1,26 milliard de tonnes de carbone par an dans les années 1990. Ce chiffre représente environ 17 % de toutes les émissions de CO2 générées par l’homme à cette époque.
Dans les années 2010, la capacité mondiale d’absorption des forêts tropicales a diminué pour atteindre 0,68 milliard de tonnes de carbone par an. Cela équivaut à seulement 6 % des émissions de CO2 d’origine humaine dans les années 2010.
Il convient de noter que, sur la période d’étude, la capacité d’absorption par unité de surface a diminué de 33 % et la superficie de forêt tropicale intacte a diminué de 19 %, ce qui a également réduit le taux total d’absorption du carbone.
Les forêts tropicales constituent toujours un important puits de carbone. Cependant, selon nos résultats, la transition redoutée entre le puits et la source d’un des principaux puits de carbone de la Terre a commencé. C’est des décennies plus tôt que ce que tout modèle de végétation dicté par le climat avait prévu.
Des arbres qui meurent
Pour comprendre pourquoi le puits de carbone diminue, nous avons analysé différents facteurs qui pourraient affecter la croissance et la mort des arbres.
Les modèles prédisent généralement que l’augmentation des niveaux de CO2 dans l’atmosphère stimulera la croissance des plantes. En effet, les plantes utilisent le CO2 pendant la photosynthèse, le processus nécessaire à la fixation du carbone pour faire pousser les troncs, les branches, les racines et les feuilles. L’impact de l’augmentation des niveaux de CO2 sur la croissance des plantes est connu sous le nom “d’effet de fertilisation du CO2”.
Notre analyse montre, pour la première fois à l’aide de données d’inventaire, que dans toute l’Afrique et l’Amazonie, une plus grande quantité de CO2 dans l’atmosphère stimule la croissance des forêts et que cet effet ne diminue pas avec le temps — comme le prédisaient les modèles.
Cependant, malgré l’effet de fertilisation du CO2, le puits est en déclin.
Cela est dû aux conséquences climatiques de l’augmentation des niveaux de CO2. En effet, des températures plus élevées et des conditions de sécheresse plus fortes ralentissent la croissance des plantes et tuent les arbres.
Dans l’ensemble, notre analyse révèle que le bilan de l’impact positif continu du CO2 sur la photosynthèse et des impacts de plus en plus négatifs de la température et de la sécheresse s’oriente progressivement vers l’arrêt du puits au fil du temps.
Un autre facteur qui joue un rôle est le cycle de vie des arbres. Les forêts dynamiques où les arbres meurent plus jeunes voient leur puits de carbone se saturer plus tôt que les forêts moins dynamiques, qui ont tendance à être dominées par de très grands arbres.
Afrique vs Amazonie
Dans le cadre de notre analyse, nous avons examiné comment le taux d’absorption du carbone diffère entre les deux plus grandes zones de forêt tropicale intacte du monde : la région amazonienne et l’Afrique équatoriale.
Nos résultats montrent que le puits amazonien a commencé à décliner en premier, à partir des années 1990, suivi par l’Afrique, où nous constatons un déclin du puits dans les parcelles les mieux surveillées à partir de 2010 environ.
Les forêts amazoniennes déclinent plus tôt et plus rapidement que les forêts africaines en raison de trois groupes de facteurs.
Tout d’abord, les arbres d’Amazonie ont tendance à être plus dynamiques que ceux d’Afrique, les arbres mourant à un rythme plus élevé, ce qui signifie que la croissance des gains passés quitte le système plus tôt, ce qui entraîne un puits de saturation plus précoce.
Deuxièmement, l’Amazonie a tendance à connaître des températures plus élevées parce qu’elle est plus proche du niveau de la mer, des hausses de température plus rapides et des sécheresses plus fréquentes et plus sévères que les forêts africaines ont connues au cours des dernières décennies.
Troisièmement, les espèces de la forêt amazonienne semblent moins résistantes aux sécheresses que les forêts africaines. Cela peut s’expliquer par l’histoire climatique à long terme des forêts africaines. La région a subi des contractions à grande échelle au cours des périodes glaciaires de l’histoire de la Terre, laissant des espèces plus adaptables qui ont survécu à des épisodes passés de changement environnemental rapide.
Dans l’ensemble, les forêts africaines sont plus résistantes aux récents changements environnementaux contemporains que les forêts amazoniennes, selon notre analyse. Alors que les forêts africaines couvrent une superficie beaucoup plus réduite que les forêts amazoniennes, pour la période 2000–2010, le puits de carbone était le même sur les deux continents.
Perspectives forestières
Pour la dernière partie de notre étude, nous avons utilisé les connaissances glanées dans nos ensembles de données pour construire des modèles statistiques permettant de prévoir les changements dans l’absorption future du carbone par les forêts tropicales.
En utilisant les futures estimations de CO2, de température et de précipitations en parallèle avec nos modèles, nous prévoyons qu’en moyenne, le puits de carbone par unité de surface dans les forêts africaines sera inférieur de 14 % d’ici 2030 par rapport aux niveaux de 2010–15, tandis que le puits moyen des forêts amazoniennes atteindra zéro d’ici 2035.
Selon notre analyse, certaines parties de l’Amazonie intacte qui sont touchées par la sécheresse pourraient se transformer d’un puits de carbone en une source de carbone. En effet, les pertes de carbone dues à la mortalité des arbres dépassent les gains de carbone liés à la croissance.
Dans l’ensemble, nous prévoyons une transition de puits à source de l’un des principaux puits de carbone de la Terre, le puits amazonien saturant en premier, suivi plus tard par le puits africain.
Le graphique ci-dessous montre comment la capacité des forêts africaines (en bleu) et des forêts amazoniennes (en rouge) à absorber le carbone devrait changer d’ici 2040, selon les projections calculées à l’aide de nos modèles statistiques basés sur des mesures.
(Le graphique montre également comment notre évaluation basée sur des mesures de l’absorption du carbone dans les forêts amazoniennes et africaines de 1990 à aujourd’hui se compare aux projections des modèles statistiques, qui sont indiquées en bleu clair pour l’Afrique et en rose pour l’Amazonie).
Implications politiques
Nos conclusions mettent en évidence plusieurs messages clés pour les décideurs politiques. Premièrement, les programmes de surveillance des forêts tropicales sur le terrain ont besoin de financement, car les changements que nous prévoyons sont subtils et ne peuvent être déduits des seules données satellitaires.
Deuxièmement, les forêts tropicales sont importantes. Pour l’instant, elles constituent toujours un puits de carbone et constitueront toujours une grande réserve de carbone. La résistance des forêts au changement climatique est relativement élevée si elles ne sont pas perturbées. Il est essentiel de contrôler l’exploitation forestière et les incendies.
Troisièmement, la nécessité de réduire les émissions à zéro vient de devenir plus urgente. Si la société s’attaque trop tard aux émissions, la nature rendra le contrôle du changement climatique beaucoup plus difficile.
Enfin, pour éviter le passage à une source de carbone, il faudra stabiliser le climat en atteignant des émissions nettes nulles. Si les forêts tropicales séquestrent moins de carbone que les modèles ne le prévoient, il faudra fixer une date plus rapprochée pour atteindre le niveau zéro afin d’atteindre les objectifs de l’accord de Paris.
Hubau, W. et al. (2020) Asynchronous carbon sink saturation in African and Amazonian tropical forests, Nature, https://www.nature.com/articles/s41586-020-2035-0
