Au cours des siècles passés, comme nous les humains avons défriché les champs pour les fermes, routes et autoroutes construites, et des villes étendues toujours vers l'extérieur, nous avons coupé des arbres. Depuis 1850, nous avons réduit d'un tiers la couverture forestière mondiale. Nous avons également changé l'apparence des forêts :une grande partie des forêts du monde existent maintenant en fragments hachés, avec 20 pour cent de la forêt restante à moins de 100 mètres d'une lisière, comme une route, arrière-cour, champ de blé, ou parking.

Les scientifiques étudient les forêts fragmentées depuis des décennies, principalement pour évaluer leurs effets sur la faune et la biodiversité. Mais récemment, deux scientifiques du Boston University College of Arts &Sciences (CAS) :Andrew Reinmann (GRS'14), un chercheur associé postdoctoral, et Lucy Hutyra, un professeur agrégé de Terre et environnement—ont tourné leur attention vers une autre question :les effets des fragments de forêt sur le stockage du carbone et le changement climatique. Ils ont découvert que les forêts de feuillus tempérées, comme les peuplements de chênes rouges communs en Nouvelle-Angleterre, absorber plus de carbone que prévu le long de leurs bords, mais ils ont également constaté que ces bords sont plus sensibles au stress thermique. La recherche, financé par la National Oceanic and Atmospheric Administration, l'Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace, et la Fondation nationale des sciences, et publié le 19 décembre édition 2016 du Actes de l'Académie nationale des sciences , offre de bonnes et de mauvaises nouvelles sur la fragmentation des forêts. Cela suggère que même si ces forêts peuvent être des puits de carbone plus précieux qu'on ne le pensait auparavant, ils sont également plus sensibles au changement climatique.

« Avoir des estimations précises de ce que font ces arbres à la lisière – la quantité de carbone qu'ils retirent de l'atmosphère – est vraiment important lorsque nous pensons à notre futur climat, " dit Reinmann, auteur principal sur le papier.

La concentration atmosphérique annuelle de dioxyde de carbone (CO2), un puissant gaz à effet de serre et agent de réchauffement climatique, a augmenté de plus de 40 pour cent depuis le début de la révolution industrielle et continue d'augmenter. Les forêts jouent un rôle essentiel en tant que puits de carbone, absorbant environ 25 pour cent des émissions de CO2 que nous, les humains, rejetons dans le ciel.

La majeure partie de notre compréhension de la dynamique du carbone forestier provient de l'étude de forêts rurales intactes comme Hubbard Brook dans les White Mountains du New Hampshire et Harvard Forest à Petersham, MA, pas d'étudier des fragments de forêt. "Quand vous fragmentez une forêt, vous changez beaucoup les conditions de croissance de la forêt laissée pour compte, " dit Reinmann, "mais nous n'avons pas une très bonne compréhension de la façon dont ce changement affecte la séquestration et le stockage du carbone."

Découvrir, Reinmann et Hutyra ont rassemblé des données de 21 parcelles forestières fragmentées autour de Boston, mesurant environ 500 arbres. Dans huit de ces parcelles, ils sont allés plus loin, prélever des carottes d'arbres de plus de 10 centimètres de diamètre, un total de 420 carottes de 210 arbres. Ils ont utilisé les noyaux, et d'autres données, pour calculer à quelle vitesse les arbres ont poussé. La taille et le taux de croissance d'un arbre indiquent la quantité de carbone qu'il peut absorber ainsi que le stress qu'il subit.

Reinmann et Hutyra ont découvert que les fragments de forêt poussent plus vite le long des lisières que les forêts intactes, absorbant plus de carbone que prévu. "Quand vous créez ce bord, vous réduisez essentiellement la concurrence et libérez des ressources comme la lumière, l'eau, et nutriments pour les arbres, " dit Reinmann, qui note que l'effet s'étend à environ 20 mètres de la lisière de la forêt. Avec curiosité, la conclusion ne peut être valable que pour les forêts de feuillus tempérées communes en Nouvelle-Angleterre, les Appalaches, Canada, et européennes. La forêt amazonienne a l'effet inverse lorsqu'elle est fragmentée, avec moins de biomasse et moins de stockage de carbone le long des bords.

« Les forestiers et les bûcherons le savent intuitivement depuis longtemps :si vous entrez et que vous réduisez la concurrence pour les ressources, les individus restants grandiront plus vite, " ajoute Hutyra. " La nouvelle pièce de ce travail était de le quantifier à travers ces bords, vois jusqu'où il s'enfonce dans la forêt, et le mettre en contexte avec l'importance de cette fragmentation dans une partie du monde - le sud de la Nouvelle-Angleterre - que nous savons être un grand puits de carbone net. »

Bien que cela semble être une victoire pour nos forêts inégales de la Nouvelle-Angleterre, la déforestation est toujours mauvaise pour la séquestration du carbone dans l'ensemble. "Quand vous fragmentez une forêt, la forêt restante peut compenser un peu ce qui a été perdu, mais pas complètement, " dit Reinmann. " Donc, ce n'est peut-être pas aussi terrible du point de vue du carbone que nous le pensions, mais c'est quand même mauvais."

L'autre constat du journal vient contrebalancer cette (plutôt) bonne nouvelle :ces lisières de forêts, plus exposé au vent et au soleil, croître plus lentement lorsqu'il est stressé par la chaleur.

"Vous perdez beaucoup d'avantages carbone pendant les années chaudes, " dit Reinmann, qui a trouvé que le "nombre magique" pour les arbres locaux est d'environ 27°C (80,6°F), ce qui correspond à la température moyenne élevée en juillet, notre mois le plus chaud. "Mais une fois que vous avez largement dépassé ce seuil, les arbres poussent beaucoup plus lentement, " dit-il. Et la très mauvaise nouvelle :si les températures régionales continuent d'augmenter à un rythme soutenu, l'avantage carbone actuel offert par les lisières des forêts pourrait diminuer considérablement. "Si ce puits de carbone s'éteint tout d'un coup, nos projections pour le climat futur vont changer, " dit Reinmann. " Ainsi, notre compréhension actuelle et nos modèles écologiques, qui n'explique pas cela, il manque quelque chose d'important."

Reinmann et Hutyra étendent actuellement leurs travaux à l'étude des forêts rurales et y trouvent jusqu'à présent des effets encore plus importants. Ils espèrent également utiliser une imagerie haute résolution et des analyses chimiques plus précises pour examiner de plus près les carottes et voir comment la croissance et la photosynthèse changent au fil des jours, saisons, vagues de chaleur, et d'autres facteurs de stress environnementaux. Plus de données peuvent conduire à de meilleurs modèles, dit Hutyra.

« Alors que nous continuons à gérer plus activement notre paysage, qu'il s'agisse de penser à l'intensification agricole au Brésil ou à l'expansion urbaine en Chine ou au développement urbain tentaculaire ici, la fragmentation du paysage est omniprésente. Il est probable qu'il reste, sinon augmenter, " dit Hutyra. " Et donc quantifier les effets de toute cette fragmentation est vraiment important pour comprendre la capacité à long et à court terme des forêts à continuer à absorber le carbone, et pour que nous puissions modéliser cela avec précision pour projeter le climat futur. »