Avec l'aide de la technologie, les humains peuvent traverser pratiquement toutes les parties de la surface de notre planète. Mais les animaux et les plantes sont moins mobiles. La plupart des espèces ne peuvent vivre que dans des zones où la température et la pluie tombent dans des plages spécifiques.

Alors que les régions se réchauffent en raison du changement climatique, les plantes et les animaux de ces régions se déplaceront vers des climats plus appropriés ou seront remplacés par de nouveaux arrivants bien adaptés aux nouvelles conditions. Ces changements se produisent déjà. Par exemple, beaucoup de plantes, les animaux et les oiseaux de l'hémisphère nord ont déplacé leurs aires de répartition vers le nord.

Mon équipe de recherche étudie les mangroves – des arbres tolérants au sel avec des branches qui s'entrelacent comme des gymnases de jungle dense. Les mangroves bordent les côtes du monde et préfèrent les températures chaudes, ils ont donc été traditionnellement limités aux environnements subtropicaux et tropicaux. Mais ils présentent de nombreuses caractéristiques qui leur ont permis de survivre aux grands changements climatiques du passé. Maintenant, dans un signe avant-coureur du changement climatique, les mangroves s'étendent des zones tropicales aux zones tempérées. Les scientifiques les trouvent à des latitudes de plus en plus élevées en Amérique du Nord, Amérique du Sud, Asie, Afrique, Australie et Amérique latine.

Travaillant avec d'autres écologistes à l'ombre de l'immense complexe de lancement du Kennedy Space Center en Floride, nous avons constaté que les mangroves ont augmenté en abondance de 70 pour cent en seulement sept ans sur une superficie de 220 miles carrés (567 kilomètres carrés). Il s'agit d'un changement spectaculaire dans la communauté végétale le long de cette partie de la côte atlantique. Contrairement à de nombreux autres impacts du changement climatique, nous nous attendons à ce que ces plages changeantes produisent certains avantages, y compris un stockage accru de carbone et une protection contre les ondes de tempête.

Voyager par l'eau

Les plantes ont moins de capacité à se déplacer que les animaux, mais certains - en particulier les mangroves - peuvent se disperser via l'eau sur des milliers de kilomètres. Les mangroves libèrent des structures de reproduction appelées propagules, semblable aux graines, qui peut produire de nouvelles plantes. Ils flottent et sont distribués par les courants océaniques et, parfois, gros orages. Alors que les propagules de mangrove dérivent vers le nord le long de la côte atlantique, ils atteignent des zones où les gels hivernaux qui pourraient les tuer sont de moins en moins fréquents en raison du changement climatique. Des mouvements similaires se produisent dans d'autres endroits du monde.

Dans le golfe du Mexique et en Floride, les mangroves sont de plus en plus présentes dans les zones récemment dominées par les marais salants, qui se produisent généralement dans les zones plus froides. En utilisant des images satellites et des études de terrain terrestres dans notre étude en cours sur les mangroves, nous pouvons voir cette propagation des mangroves se produire plus rapidement que prévu sur la base des seules données climatiques.

Bien que ces changements se soient probablement produits dans le passé en raison d'ouragans et d'événements de gel, les changements récents dans l'aire de répartition des mangroves sont encore dramatiques. Une étude de Floride montre que les mangroves des populations du nord peuvent se reproduire plus tôt que la normale et produire des propagules plus grosses, ce qui pourrait les aider à s'emparer des marais salants.

Stabiliser les côtes

Dans un récent effort de modélisation, nous avons examiné comment les mangroves protègent les installations de la NASA au Kennedy Space Center. Nous avons constaté qu'une bande de mangroves de 2 mètres de large le long du rivage peut réduire la hauteur des vagues de 90 %. En revanche, il faut 20 mètres d'habitat de marais salé pour réduire les vagues d'autant. D'autres études ont montré que les forêts de mangrove ont contribué à réduire les dommages causés aux rivages lors du tsunami catastrophique de 2004 dans l'océan Indien et de la tempête tropicale Wilma au Belize en 2005.

Les mangroves du monde entier ont été gravement réduites par les activités humaines, en particulier le dédouanement pour l'aquaculture. Les scientifiques estiment qu'au moins 35 pour cent de l'habitat mondial des mangroves ont été perdus entre 1980 et 2000. Une estimation récente suggère que les taux de déforestation des mangroves au cours des dernières décennies ont été trois à cinq fois plus rapides que les autres forêts du monde.

Tous les types de zones humides côtières aident à éviter des millions de dollars de dommages dus aux inondations et à économiser des centaines d'heures de travail pour réparer les dommages causés par les tempêtes. Les efforts de restauration des mangroves sont en cours dans de nombreuses régions du monde, y compris l'estuaire de Tampa Bay et le sud de la Chine, mais certains projets ont été des échecs majeurs. Réussir, ces initiatives doivent tenir compte des besoins en matière d'habitat des mangroves, en particulier l'hydrologie.

Bien que les mangroves puissent protéger les côtes encore plus efficacement que les marais salants, il est important de noter que les plantes des marais fournissent des habitats importants pour de nombreuses espèces d'oiseaux et de poissons. Nous ne savons pas encore comment ces animaux s'en sortiront alors que les mangroves remplaceront les marais, nous ne comprenons pas encore non plus les autres inconvénients des changements de gamme de plantes dus au changement climatique.

Stockage du carbone dans les sols inondés

L'expansion continue des mangroves pourrait augmenter le stockage de carbone le long des côtes. Les mangroves ont une énorme capacité d'aspirer le dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre et de les piéger dans les sols inondés pendant des millénaires. Elles font partie des forêts tropicales les plus riches en carbone et peuvent stocker deux fois plus de carbone par surface que les marais salants. Au cours d'une croissance normale, les mangroves convertissent rapidement le dioxyde de carbone en biomasse. Les sols saturés dans lesquels ils poussent contiennent de faibles niveaux d'oxygène, dont les bactéries et les champignons ont besoin comme combustible pour décomposer les matières végétales mortes. Au lieu, cette matière morte est stockée dans le sol.

Nous avons estimé dans une étude que le stockage de carbone des mangroves au Kennedy Space Center a augmenté de 25 pour cent en seulement sept ans à mesure que les forêts de mangroves s'étendaient. Nous avons conclu que si l'expansion des mangroves se poursuivait incontrôlée par des gels dans d'autres zones humides du sud-est des États-Unis, le stockage du carbone dans les zones humides pourrait entraîner l'absorption de 26 millions de tonnes métriques de carbone d'ici 2080. Cela équivaut à un peu plus de 95 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone, ce qui représente environ 28 pour cent des émissions totales de gaz à effet de serre de la Floride provenant des activités humaines en 2010.

La préservation des mangroves côtières améliore la résilience climatique de plusieurs manières. D'abord, si le carbone stocké dans ces sols était libéré sous forme de dioxyde de carbone et de méthane, cela entraînerait probablement une augmentation du réchauffement climatique. Seconde, les mêmes processus qui stockent le carbone dans les sols des zones humides permettent également à ces zones humides d'accréter des sédiments et de suivre le rythme de l'élévation du niveau de la mer.

Les mangroves peuvent-elles continuer à fournir ces services ?

Les plantes et les animaux rendent de nombreux services écosystémiques aux humains, de la pollinisation des cultures à la filtration de l'approvisionnement en eau potable. Alors que les espèces se déplacent dans le monde entier, il est essentiel de comprendre si ces services vont diminuer ou augmenter, et comment nous pouvons les maximiser dans un avenir moins stable.

Les mangroves fournissent des services extrêmement précieux et peuvent devenir encore plus importantes à mesure qu'elles s'étendent vers les pôles. Mais selon une étude récente, de nombreux écosystèmes de mangrove ne construisent pas suffisamment de nouvelles altitudes pour suivre le rythme de l'élévation du niveau de la mer. Dans un nouveau projet, mon groupe de recherche analyse comment le climat variable et l'invasion des mangroves modifieront la capacité de protection côtière des écosystèmes des zones humides de Floride. Avec une meilleure compréhension de ce processus, nous pouvons développer des stratégies pour protéger et restaurer ces précieuses ressources.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.