Le changement climatique remodèle les forêts différemment aux États-Unis, selon une nouvelle analyse des données du US Forest Service. Avec la hausse des températures, l’escalade des sécheresses, les incendies de forêt et les épidémies qui pèsent lourdement sur les arbres, les chercheurs préviennent que les forêts de l’Ouest américain subissent le plus gros des conséquences.
L’étude, dirigée par les chercheurs J. Aaron Hogan et Jeremy W. Lichstein de l’UF Biology, a été publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences. L’étude révèle un déséquilibre régional prononcé dans la productivité forestière, un baromètre clé de la santé des forêts qui mesure la croissance des arbres et l’accumulation de biomasse.
Au cours des deux dernières décennies, l’ouest des États-Unis, aux prises avec des impacts climatiques plus graves, a connu un ralentissement notable de sa productivité, tandis que l’est des États-Unis, confronté à des effets climatiques plus doux, a connu une croissance légèrement accélérée.
Les forêts jouent un rôle essentiel dans la régulation du climat de la Terre, agissant comme des puits de carbone qui séquestrent environ 25 % des émissions humaines de carbone chaque année. Cependant, leur capacité à stocker le carbone dépend de l’équilibre délicat entre les effets positifs et négatifs du changement climatique.
L’étude, utilisant les données d’inventaire forestier à l’échelle nationale, modélise les tendances de 1999 à 2020, en analysant 113 806 mesures dans des forêts hors plantation.
« Nous assistons à des changements dans le fonctionnement des forêts à mesure que les écosystèmes forestiers réagissent aux facteurs de changement global, tels que la fertilisation au dioxyde de carbone et le changement climatique », a déclaré Hogan. « C’est l’équilibre futur de ces facteurs qui déterminera le fonctionnement des forêts dans les années ou décennies à venir. »
Certains facteurs, comme les sécheresses et les agents pathogènes forestiers, ont des effets négatifs sur la productivité, mais d’autres, comme la fertilisation au dioxyde de carbone, devraient avoir des effets positifs. Ce phénomène suggère que l’augmentation des niveaux de dioxyde de carbone améliore la croissance des plantes en augmentant la photosynthèse, ce qui a incité les chercheurs à approfondir son impact.
« Le Service forestier américain surveille la croissance et la survie de plus d’un million d’arbres à travers les États-Unis depuis plusieurs décennies », a déclaré Lichstein. « Nous voulions voir si leurs données fournissaient des preuves d’une augmentation des taux de croissance des arbres, comme le prédit l’hypothèse de la fertilisation au dioxyde de carbone. »
Alors que la croissance des arbres dans l’est des États-Unis correspond aux attentes, la région occidentale montre des effets climatiques extrêmes éclipsant toute tendance de croissance positive, remettant en question l’hypothèse dominante selon laquelle la capacité des forêts à stocker le carbone continuera d’augmenter.
« Notre étude suggère que les projections futures concernant l’élévation du climat et du niveau de la mer pourraient être trop optimistes car, en réalité, les écosystèmes sont susceptibles de stocker moins de carbone à l’avenir », a déclaré Lichstein. « Moins de stockage de carbone dans les écosystèmes signifie plus de carbone dans l’atmosphère et donc plus de réchauffement et une accélération du changement climatique. »
Les résultats mettent également en lumière le fait que le changement climatique n’est pas une force uniforme mais plutôt un agent dynamique ayant des influences spécifiques à une région. L’étude illustre comment l’ampleur du changement climatique peut pousser les forêts au-delà d’un point de basculement. Certaines forêts approchent ou dépassent déjà les seuils climatiques qui les transforment en sources de carbone plutôt qu’en puits qui éliminent le carbone de l’atmosphère.
« Il n’est pas garanti que la séquestration du carbone dans les écosystèmes soit permanente et elle peut être inversée par le changement climatique », a déclaré Lichstein. « Ce renversement se produit déjà dans l’ouest des États-Unis, et certains signes indiquent que cela pourrait également se produire dans d’autres régions du monde touchées par la sécheresse, comme l’Amazonie. »
Il pourrait être tentant d’attribuer ces pertes à des événements extrêmes. Mais, selon les chercheurs, le déclin de la productivité dans l’ouest des États-Unis ne peut pas être attribué à l’augmentation des taux de mortalité des arbres.
« Nous entendons beaucoup parler des incendies de forêt dans l’ouest des États-Unis, qui tuent de nombreux arbres et libèrent du carbone dans l’atmosphère », a déclaré Lichstein. « Mais notre étude montre qu’une perte supplémentaire de carbone dans les écosystèmes des forêts occidentales se produit en raison du déclin des taux de croissance des arbres. »
Alors que les arbres poussent plus lentement en raison des effets néfastes du changement climatique, notamment la diminution des précipitations, l’étude implique que, même sans l’intensification des incendies de forêt, le puits de carbone des forêts occidentales continuera de s’affaiblir sans une action urgente pour réduire les émissions humaines de gaz à effet de serre.
« Nous devons avoir des forêts saines en lien avec la réduction des émissions pour rétablir l’équilibre mondial du carbone et limiter le changement climatique », a déclaré Hogan.
Les transformations observées dans les forêts américaines suscitent des inquiétudes quant à leur résilience et leur durabilité futures. Les chercheurs espèrent que leurs résultats mettent en évidence la nécessité urgente pour les gouvernements et l’industrie de travailler ensemble pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et atteindre des émissions nettes nulles dès que possible.
« Nos résultats mettent en évidence la nécessité de réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre », a déclaré Lichstein. « Sans les réductions d’émissions que les scientifiques préconisent depuis des décennies, les puits de carbone forestiers vont probablement s’affaiblir, ce qui accélérera le rythme du changement climatique. »
Cette étude a été développée avec Grant Domke de la Station de recherche du Nord du US Forest Service, Kai Zhu de l’Université du Michigan et Dan Johnson de l’École des sciences forestières, halieutiques et géomatiques de l’UF.
Plus d’information:
Hogan, J. Aaron et al, Le changement climatique détermine le signe des tendances de productivité dans les forêts américaines, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2311132121. est ce que je.org/10.1073/pnas.2311132121