Les forêts tropicales humides jouent un rôle essentiel dans la régulation du système climatique mondial :elles représentent le plus grand puits de CO2 terrestre de la planète. En raison de sa vaste étendue géographique et de sa productivité tout au long de l'année, l'Amazonie est la clé des cycles mondiaux du carbone et hydrologiques. Le changement climatique pourrait menacer le sort des forêts tropicales, mais il existe une grande incertitude quant à la capacité future des forêts tropicales à stocker le carbone. Alors que de graves sécheresses se sont produites ces dernières années dans le bassin versant de l'Amazone, provoquant une mortalité généralisée des arbres et affectant la capacité des forêts à stocker le carbone, les moteurs de la sensibilité des forêts tropicales humides à la sécheresse sont mal compris.

Une nouvelle étude menée par Pierre Gentine, professeur agrégé de génie de la terre et de l'environnement à Columbia Engineering, montre que la photosynthèse dans les forêts amazoniennes hautes – les forêts de plus de 30 m – est trois fois moins sensible à la variabilité des précipitations que dans les forêts plus courtes de moins de 20 m. Les forêts amazoniennes plus hautes se sont également révélées plus anciennes, ont plus de biomasse et des systèmes d'enracinement plus profonds qui leur permettent d'accéder à une humidité du sol plus profonde, ce qui les rend plus résistantes à la sécheresse. L'article a été publié en ligne le 28 mai le Géosciences de la nature .

"Nos résultats suggèrent que la hauteur et l'âge de la forêt sont un régulateur important de la photosynthèse en réponse aux sécheresses, " dit Gentine, qui est également membre de l'Earth Institute et du Data Science Institute. "Bien que les arbres plus âgés et plus hauts soient moins sensibles aux variations des précipitations (sécheresses), ils sont plus sensibles aux fluctuations de la chaleur atmosphérique et de l'aridité, qui va augmenter considérablement avec le changement climatique. Notre étude montre que la forêt amazonienne n'est pas uniforme en réponse à la variabilité climatique et à la sécheresse, et éclaire le gradient des réponses observables à travers les forêts amazoniennes au stress hydrique, sécheresses, changements dans l'utilisation des terres/la couverture des terres, et le changement climatique."

Le changement climatique modifie la dynamique, structure, et fonction de l'Amazonie. Alors que les facteurs climatiques qui contrôlent les variations spatiales et temporelles de la photosynthèse des forêts ont été bien étudiés, l'influence de la hauteur et de l'âge de la forêt (affectée par la déforestation par exemple) sur cet effet régulateur a rarement été prise en compte. Gentine a utilisé des observations de télédétection de la fluorescence induite par le soleil (un proxy pour la photosynthèse), précipitation, déficit de pression de vapeur, et hauteur de la canopée, ainsi que des estimations de l'âge de la forêt et de la biomasse aérienne. Son groupe a appliqué des techniques statistiques pour estimer comment l'âge et la hauteur pouvaient modifier la sensibilité des forêts aux sécheresses.

Les observations de télédétection de Gentine ont montré que les forêts hautes et plus anciennes étaient moins sensibles aux sécheresses mais plus sensibles à la chaleur et à la sécheresse atmosphérique. Cette découverte a des implications pour la capacité des forêts plus jeunes par rapport aux forêts plus anciennes à résister – ou non – aux sécheresses futures. Par exemple, la déforestation pourrait augmenter la fragilité des forêts aux sécheresses, à mesure que la forêt rajeunit et donc plus sensible aux sécheresses.

"Notre étude montre clairement que la hauteur et l'âge des forêts ont un impact direct sur le cycle du carbone en Amazonie, " dit Gentine. " Ceci est particulièrement important étant donné l'importance de la forêt amazonienne pour le cycle du carbone mondial et le climat. "

L'étude s'intitule "Les grandes forêts amazoniennes sont moins sensibles à la variabilité des précipitations".