Les écosystèmes ont de plus en plus soif à cause du changement climatique

Une nouvelle étude montre que le fonctionnement futur des écosystèmes dépendra de plus en plus de la disponibilité de l’eau. À l’aide de simulations récentes à partir de modèles climatiques, une équipe internationale de scientifiques a découvert plusieurs «régions de points chauds» où la limitation croissante de l’eau affecte fortement les écosystèmes. Il s’agit notamment de l’Europe centrale, de l’Amazonie et de la Russie occidentale. Il est essentiel d’identifier ces régions : des écosystèmes sains sont vitaux pour la société, car ils fournissent plusieurs services clés, tels que la sécurité alimentaire et hydrique, l’absorption du dioxyde de carbone atmosphérique émis par les activités humaines et le refroidissement par évaporation.

Le changement climatique introduit des changements dans la disponibilité de l’énergie et de l’eau pour les plantes. Alors que la disponibilité de l’énergie augmente constamment à travers le monde à la suite du réchauffement climatique, les tendances de la disponibilité régionale de l’eau sont plus incertaines à l’avenir.

Dans une nouvelle étude publiée dans Changement climatique naturel, un groupe de chercheurs d’Allemagne, des Pays-Bas et d’Australie a étudié comment ces changements simultanés de la disponibilité de l’énergie et de l’eau affectent le fonctionnement de la végétation à travers le monde. À cette fin, ils ont analysé des simulations climatiques futures à partir de plusieurs modèles de pointe du système terrestre, couvrant les années 1980-2100. Ainsi, ils ont calculé les changements dans la limitation énergétique et hydrique de la végétation mondiale. « Nous avons constaté que les écosystèmes à l’échelle mondiale deviennent plus assoiffés en devenant de plus en plus limités en eau », explique le Dr Jasper Denissen, ancien Ph.D. étudiant à l’Institut Max Planck de biogéochimie en Allemagne et premier auteur de l’étude.

Une végétation saine a besoin de suffisamment d’énergie provenant du rayonnement solaire et de l’eau des sols. Cela permet à la végétation de faire de la photosynthèse, de se développer et donc de fournir un refroidissement par évaporation. Cela se produit car pendant la photosynthèse, de minuscules ouvertures à la surface des feuilles, appelées stomates, s’ouvrent pour aspirer le dioxyde de carbone (CO₂) de l’atmosphère. En même temps, l’eau de l’intérieur des feuilles s’évapore à travers les stomates dans l’atmosphère, fournissant ainsi un effet de refroidissement. Ce refroidissement est important surtout lors des vagues de chaleur. Cela peut aider à atténuer les températures extrêmes les plus élevées et le stress thermique associé, réduisant potentiellement les décès liés à la chaleur.

La dépendance croissante à l’égard de l’eau devrait se produire de différentes manières. Non seulement la dépendance à l’eau augmente dans les écosystèmes déjà limités en eau, mais de nombreuses régions où les écosystèmes étaient auparavant limités en énergie se transforment en réalité en limitation en eau. Selon l’étude, 6 millions de km² supplémentaires de notre surface terrestre deviendront limités en eau en 2100 par rapport à 1980. Et cet effet ne se produit pas seulement dans l’espace, il se produit également dans le temps. La durée de la limitation de l’eau augmentera jusqu’à deux mois par an dans près de la moitié de la zone d’étude.

« Ces changements dans la limitation de l’eau de la végétation dans l’espace et dans le temps laissent la végétation en manque d’eau dans de plus grandes régions et pendant des périodes consécutives plus longues », explique le Dr René Orth, un autre auteur principal de l’étude. Cela pourrait affecter le fonctionnement de la végétation et par conséquent la qualité et la quantité de ses services à la société. Cela souligne la nécessité de comprendre la réponse des écosystèmes au changement climatique afin d’éclairer les adaptations potentielles des pratiques de gestion agricole ou forestière pour maintenir le fonctionnement et les services des écosystèmes.