Les forêts ont été considérées comme une solution naturelle au changement climatique, en raison de leur capacité à absorber le dioxyde de carbone de l’atmosphère au cours de leur croissance, en l’emprisonnant dans leurs troncs, leurs branches, leurs feuilles et leurs racines. Mais une nouvelle étude confirme les doutes largement répandus quant au potentiel de la plupart des forêts de l’Ouest des États-Unis à contribuer à enrayer le changement climatique.
Publié dans L’avenir de la Terre, le papier Une équipe de chercheurs a analysé les tendances en matière de stockage du carbone dans l’Ouest américain de 2005 à 2019. Dirigée par Jazlynn Hall, écologiste forestière et paysagère au Cary Institute of Ecosystem Studies, l’équipe a constaté que dans la majeure partie de la région, le changement climatique et les incendies pourraient amener les forêts à stocker moins de carbone, et non plus.
« Il existe une forte dynamique en faveur de l’utilisation des forêts comme solutions naturelles au changement climatique », a déclaré M. Hall. « De nombreuses mesures d’atténuation du changement climatique reposent en partie sur le stockage supplémentaire de carbone forestier pour maintenir le réchauffement en dessous de 1,5 °C au cours de ce siècle. Nous voulions fournir une base de référence sur la quantité de carbone actuellement stockée dans les forêts occidentales, sur son évolution et sur la façon dont les perturbations telles que les incendies et la sécheresse constituent une menace pour les objectifs d’atténuation du changement climatique. »
Les auteurs préviennent que de nombreuses forêts occidentales pourraient connaître une accélération rapide de la perte de carbone dans les années ou les décennies à venir.
« Ces défis sont susceptibles de compromettre la capacité de stockage du carbone et de saper notre capacité à atténuer le changement climatique », prévient Hall.
En offrant une vue inédite des menaces à l’échelle du paysage et de la région, Hall et ses collègues proposent un cadre qui pourrait aider les gestionnaires forestiers à adapter des stratégies spécifiques à chaque site pour renforcer la résilience des forêts. Ils identifient également les zones restantes présentant le risque le plus faible et le potentiel le plus élevé de stockage du carbone, comme le nord-ouest du Pacifique.
Une nouvelle façon de suivre le stockage du carbone forestier
À l’aide de données d’enquête collectées par le Service des forêts des États-Unis, Hall et ses collègues ont estimé la quantité de carbone stockée dans les arbres vivants et morts dans 19 écorégions de l’Ouest. Ces écorégions correspondent à des zones climatiques et écologiques diverses allant du Sud-Ouest chaud et sec au Nord-Ouest Pacifique humide et frais.
Les données du Service des forêts ont permis à l’équipe de déduire les tendances en matière de stockage de carbone entre 2005 et 2019. L’apprentissage automatique a été utilisé pour comprendre quels facteurs, notamment les activités humaines, les incendies de forêt, la topographie et le climat, étaient les plus susceptibles d’être à l’origine de ces tendances.
« Notre étude développe de nouvelles méthodes pour évaluer avec précision le stockage de carbone forestier à l’échelle régionale, le suivre au fil du temps et diagnostiquer les causes des changements au fil du temps », a déclaré le co-auteur Park Williams, hydroclimatologue à l’UCLA. Il espère que ces méthodes seront utiles pour surveiller les niveaux de stockage de carbone à l’avenir, ainsi que pour évaluer les impacts carbone des efforts de gestion tels que l’éclaircissage des forêts et les brûlages dirigés.
L’auteur principal, Winslow Hansen, écologiste forestier à l’Institut Cary, a déclaré que l’un des points forts de l’étude est qu’elle couvre une vaste zone géographique à haute résolution, ce qui permet de guider la gestion des forêts et les projets de solutions climatiques aux niveaux local et régional.
Solution climatique ou source de carbone ?
L’étude a révélé que le carbone stocké dans les arbres vivants a diminué dans une grande partie de l’Ouest des États-Unis entre 2005 et 2019. Le carbone mort, c’est-à-dire le carbone stocké dans les arbres morts et les débris ligneux, a augmenté. Les arbres morts sur pied et les troncs abattus ne permettent pas de stocker du carbone à long terme, mais le libèrent dans l’atmosphère par décomposition ou combustion lors des incendies de forêt.
Après avoir analysé les données, un algorithme d’apprentissage automatique a identifié le climat et les incendies comme les principaux facteurs potentiels de ces tendances inquiétantes en matière de carbone. Le climat (mesuré ici par les précipitations, la température et l’humidité de l’air) était le facteur le plus important des tendances actuelles en matière de carbone pour huit des 19 écorégions, et le deuxième facteur le plus important pour presque toutes les autres écorégions. Le feu était le premier ou le deuxième facteur le plus important dans les deux tiers des écorégions étudiées.
Il est également inquiétant de constater que les niveaux actuels de stockage de carbone dans de nombreuses forêts occidentales sont probablement artificiellement élevés, en raison des pratiques de lutte contre les incendies des derniers siècles. Ces pratiques ont rendu les combustibles plus denses dans les forêts, contribuant ainsi aux récents incendies qui ont battu des records.
« Les forêts sèches de l’ouest des États-Unis pourraient être extrêmement vulnérables à la perte de carbone sans un investissement fort et immédiat dans une gestion proactive des forêts. [such as thinning and prescribed burning] », écrivent les scientifiques.
L’étude révèle également des tendances et des facteurs différents aux niveaux régional, écorégional et même local (voir la carte ci-dessous). À contre-courant de la tendance à la baisse du carbone, le Nord-Ouest Pacifique contient certaines des seules écorégions où le stockage de carbone a augmenté au cours de la période d’étude.
« C’était un cas isolé », a expliqué Hall. « Cela nous offre une lueur d’espoir quant au fait que nous pouvons changer les choses, en particulier dans les zones dominées par l’homme. Le nord-ouest du Pacifique a connu des efforts à grande échelle pour réduire la récolte dans les forêts anciennes et étendre les terres protégées. Ainsi, même si une partie de la repousse se trouve dans des fermes forestières et est destinée à être récoltée plus tard, une partie de la repousse peut être permanente. »
Un signe avant-coureur du futur
Lorsque les chercheurs ont commencé l’étude, les données n’étaient disponibles que jusqu’en 2019. Par conséquent, l’analyse n’incluait pas les années de feux de forêt record de 2020 et 2021. L’équipe prévoit de relancer l’analyse lorsque de nouvelles données seront rendues publiques.
« Il est probable que le déclin du carbone vivant que nous avons calculé soit déjà devenu plus prononcé », a déclaré Hall.
Les forêts occidentales peuvent-elles encore constituer une solution climatique viable ?
« Je ne pense pas que nous puissions compter sur une augmentation du stockage de carbone dans les forêts de l’ouest des États-Unis », a déclaré Hansen. Le carbone stocké étant déjà en baisse, suivi par les incendies dévastateurs de 2020 et 2021, il soupçonne que ces écosystèmes ont atteint un point de basculement.
Cependant, a-t-il ajouté, « je pense que nous pouvons arriver à un point où nous pouvons augmenter la stabilité du carbone dans les forêts sèches de l’Ouest grâce à l’éclaircissage mécanique et au brûlage dirigé, mais avec une capacité de charge en carbone plus faible. »
Vers une approche plus stratégique et ciblée
Hansen dirige un vaste programme de recherche appelé Western Fire and Forest Resilience Collaborative, qui vise à trouver de nouvelles façons de vivre de manière durable avec le feu. Il explique que le programme de recherche utilisera les données de référence établies dans le cadre de cette étude pour suivre l’évolution du carbone forestier aujourd’hui et au cours des cinq à dix prochaines années.
« Nous comparerons également nos simulations informatiques des trajectoires futures à cette base de référence », a-t-il déclaré, « pour comprendre comment l’augmentation des incendies et des sécheresses pourrait modifier le carbone forestier dans les décennies à venir. »
Les données de référence de l’étude aideront également à suivre les progrès futurs vers les objectifs d’atténuation du changement climatique et à éclairer les stratégies de gestion forestière adaptées aux conditions locales.
« Ces informations pourraient servir de base à des stratégies de gestion forestière visant à maximiser le stockage du carbone là où nous le pouvons », a déclaré Hansen, « et à éviter des émissions catastrophiques de carbone ailleurs. »
Plus d’information:
Jazlynn Hall et al., Stockage du carbone forestier dans l’ouest des États-Unis : répartition, facteurs déterminants et tendances, L’avenir de la Terre (2024). DOI: 10.1029/2023EF004399