Le visage des forêts américaines change, grâce aux changements de précipitations et de température induits par le changement climatique qui provoquent des changements dans l'abondance de nombreuses espèces d'arbres, selon un nouvel article de chercheurs de l'Université de Floride.

Le résultat signifie que certaines forêts de l'est des États-Unis commencent déjà à être différentes, mais plus important, cela signifie que la capacité de ces forêts à absorber le carbone est également altérée, ce qui pourrait à son tour entraîner d'autres changements climatiques.

"Bien que le changement climatique ait été moins dramatique dans l'est des États-Unis par rapport à d'autres régions, comme l'Alaska et le sud-ouest des États-Unis, nous étions intéressés de voir s'il y avait des signaux dans les données d'inventaire forestier qui pourraient indiquer des changements induits par le climat dans les forêts de l'est des États-Unis, " a déclaré Jeremy Lichstein, auteur principal et professeur adjoint de biologie à l'UF. "Les changements que nous avons documentés sont facilement masqués par d'autres perturbations, c'est probablement pourquoi personne ne les avait documentés auparavant. Sans un ensemble de données à long terme avec des millions d'arbres, nous n'aurions probablement pas pu détecter ces changements."

L'étude paraît aujourd'hui dans la revue La nature .

Lichstein et son équipe ont basé leurs conclusions sur des inventaires forestiers systématiques d'arbres dans l'est des États-Unis des années 1980 aux années 2000. L'équipe s'est penchée spécifiquement sur la biomasse forestière, composition en essences d'arbres, et la variabilité du climat. Les chercheurs ont découvert que des décennies de changements dans le déficit hydrique ont réduit la biomasse forestière, provoquant un afflux d'arbres plus tolérants à la sécheresse mais à croissance plus lente. Ce changement entraîne des changements importants dans la composition des espèces forestières avec les effets écologiques qui les accompagnent et, de plus, affecte la capacité de la biomasse forestière (la masse d'arbres vivants) à stocker le carbone. Des forêts saines jouent un rôle clé dans les écosystèmes mondiaux car elles contiennent une grande partie de la biodiversité terrestre de la planète et agissent comme un puits net pour capturer le carbone atmosphérique. Alors que le changement climatique affecte les forêts, les forêts affectent aussi le changement climatique.

Le stress hydrique peut être causé par la hausse des températures, baisse des précipitations, ou une combinaison des deux. Pour étudier les changements dans l'humidité du sol, les chercheurs ont utilisé l'indice de gravité de la sécheresse de Palmer pour examiner la disponibilité et la perte d'eau moyennes au cours de la période d'étude.

Les forêts sont affectées par d'autres activités humaines telles que l'agriculture ou l'exploitation forestière, et beaucoup sont à un stade de succession écologique avec une biomasse inférieure à celle des forêts matures. Cette histoire de perturbation a rendu l'analyse des chercheurs difficile. Pour résoudre cela, les chercheurs ont comparé les forêts en fonction de leur âge. « Nous avons comparé des forêts dans les années 1980 d'un âge donné (par exemple, une forêt de 80 ans) aux forêts du même âge dans les années 2000, " a déclaré Lichstein. " Dans les régions où le climat est devenu plus humide, notre analyse a montré des augmentations de la biomasse au cours des deux décennies, alors que dans les zones qui sont devenues plus sèches, il y avait des diminutions de la biomasse. Quand on regarde l'est des États-Unis dans son ensemble, il y avait une tendance globale vers un climat plus sec des années 1980 aux années 2000, et par conséquent, l'effet global du climat au cours des deux décennies a été de réduire la biomasse forestière. »

Les espèces d'arbres tolérantes à la sécheresse ont tendance à allouer plus de carbone aux racines fines et moins à leurs feuilles et parties ligneuses qui séquestreraient plus de carbone. Lichstein a déclaré que même s'ils s'attendaient à ce qu'une augmentation de l'abondance des arbres tolérants à la sécheresse empêcherait les pertes de biomasse déclenchées par les déficits hydriques, le contraire semble être vrai. « Les changements fonctionnels ont amplifié les effets du climat en rendant la biomasse forestière plus sensible au séchage ou au mouillage, " dit-il. " Avec le recul, c'est logique, car les espèces tolérantes à la sécheresse ont tendance à avoir une croissance lente. Donc, si la sécheresse entraîne une évolution vers des espèces plus tolérantes à la sécheresse, la biomasse diminuera par rapport aux forêts dominées par des forêts à croissance rapide, espèces intolérantes à la sécheresse.

Globalement, l'étude montre que la composition de la biomasse forestière et des espèces d'arbres et leur impact combiné sur le stockage du carbone sont affectés par la variabilité climatique sur une période sensible et courte—quelques décennies seulement. "Il est prématuré de dire si l'effet d'amplification que nous avons documenté est un phénomène répandu, " Lichstein a déclaré. "Nous espérons que nos résultats stimuleront d'autres recherches sur les relations entre la composition des espèces, fonction écosystémique, et la variabilité du climat."