Ces jours, les cieux d'été remplis de fumée et les couchers de soleil rouge sombre sont monnaie courante au Canada et aux États-Unis. Une grande partie de cette fumée provient de grands incendies de forêt dans le nord.

Nous travaillons sur les conséquences de l'augmentation des feux de forêt boréaux depuis 2004, lorsqu'une immense bande (2,6 millions d'hectares) de forêt boréale a brûlé en Alaska et au Yukon. Il semblait, à l'époque, comme une année de feu exceptionnellement importante. Depuis, nous avons vu des incendies record se produire à plusieurs reprises dans le nord de l'Amérique du Nord.

L'augmentation de l'activité des feux dans la forêt boréale est conforme aux réactions prévues aux changements climatiques. Cela signifie que les forêts individuelles sont susceptibles de brûler plus fréquemment qu'elles ne l'ont fait au cours des dernières centaines, même des milliers, d'années. Nos recherches sur les réactions des forêts aux grands incendies montrent qu'une fréquence croissante des incendies entraîne un ensemble de changements en cascade qui peuvent modifier considérablement la forêt boréale telle que nous la connaissons.

Impacts d'incendies plus fréquents

Les forêts boréales jouent le rôle de puits de carbone — elles retirent le dioxyde de carbone de l'atmosphère et le stockent dans des matières biologiques — depuis des millénaires. Mais notre récente étude des incendies de 2014 dans les Territoires du Nord-Ouest montre que certaines parties de la forêt boréale deviennent des sources de carbone atmosphérique, contribuer potentiellement à l'effet de serre.

Des estimations récentes suggèrent que les forêts boréales stockent plus de carbone que ce qui est actuellement dans l'atmosphère, avec la plupart de ce carbone trouvé dans les sols. Ces réservoirs de vieux carbone du sol sont contenus dans des couches de sol plus profondes et ont tendance à rester humides. Historiquement, cela les a gardés à l'abri des brûlures.

Cependant, nos travaux dans les Territoires du Nord-Ouest montrent que lorsque de jeunes forêts (moins de 60 ans) brûlent, ce vieux carbone -stocké dans les cycles de feu précédents -est plus proche de la surface, ce qui le rend environ cinq fois plus susceptible de brûler. L'augmentation de la fréquence des incendies rend donc les forêts boréales plus susceptibles de libérer dans l'atmosphère le carbone hérité stocké.

Le brûlage fréquent affecte également la régénération des arbres après un incendie, changer les espèces d'arbres qui dominent le couvert forestier et potentiellement déplacer certains peuplements forestiers vers la toundra ou les forêts claires. Nos travaux sur le rétablissement des forêts après les grands incendies de 2004-2005 en Alaska et au Yukon montrent que l'épinette noire, l'arbre le plus abondant de la forêt boréale d'Amérique du Nord, perd rapidement son avantage sur le terrain lorsque les incendies deviennent trop fréquents.

L'épinette noire est l'arbre nordique à croissance lente par excellence. Il ne produit sa première récolte de graines qu'à l'âge d'environ 25 ans et il lui faut 50 à 80 ans pour atteindre sa pleine maturité reproductive.

Normalement, ces épinettes se régénèrent bien après un incendie. Ils ont la capacité de "mettre en banque" des graines pour l'avenir en les enfermant dans des cônes. Ces cônes s'ouvrent avec le feu et dispersent plusieurs centaines de graines dans le paysage.

Cependant, lorsque les forêts d'épinettes noires brûlent à un jeune âge, une banque sûre de cônes ne s'est pas encore développée et l'absence de graines réduit le succès de régénération de l'épinette. Dans le Grand Nord, les feux répétés dans les forêts d'épinettes noires peuvent provoquer un déplacement de la forêt vers la toundra. Dans les régions plus chaudes de la forêt boréale, les forêts d'épinettes sont remplacées par des arbres à feuilles caduques comme le bouleau et le tremble.

Perdre des héritages

Lorsque le carbone hérité et la régénération de l'épinette noire échouent, l'un des services écosystémiques les plus importants de la forêt boréale, le stockage à long terme du carbone atmosphérique, est compromise.

En plus de stocker du carbone, la forêt boréale fournit un habitat essentiel à des espèces fauniques comme le caribou qui se nourrit de lichens dans les peuplements de conifères matures. Les grands troupeaux de caribous de la toundra qui hivernent dans la forêt boréale sont une source de nourriture traditionnelle pour les peuples du Nord depuis des millénaires.

L'augmentation des incendies qui perturbent les forêts de conifères et leur sous-étage de lichens aura probablement des impacts négatifs sur les populations de caribous et les personnes qui en dépendent. Et une fois que se produit le passage des forêts d'épinettes noires au tremble ou à la toundra, ces forêts tardent à retrouver leurs conditions historiques, car les ingrédients nécessaires à la régénération des forêts d'origine font désormais défaut :des pépinières de carbone héritées et une source de graines d'épinette noire.

Les impacts causés par une fréquence d'incendie changeante peuvent se produire rapidement - la perte de carbone hérité et les changements d'espèces d'arbres sont déclenchés par des incendies uniques - et éclipseront probablement les autres impacts du changement climatique sur les forêts boréales, comme le stress hydrique ou la stimulation de la croissance des plantes avec un réchauffeur, atmosphère riche en carbone.

Les changements dans les forêts boréales et leurs services écosystémiques auront un impact sur les modes de vie et les moyens de subsistance des populations locales, ainsi que d'influencer la future trajectoire climatique de notre planète. À mesure que le changement climatique s'intensifie et que la fréquence des incendies continue d'augmenter, nous verrons probablement une plus grande superficie de forêts boréales passer des puits de carbone aux sources de carbone et un déclin important des vieux conifères d'ici la fin du 21e siècle.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.