Les chercheurs ont découvert que les changements globaux, y compris le réchauffement des températures et l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, entraînent une diminution de la disponibilité d'un nutriment clé pour les plantes terrestres. Cela pourrait affecter la capacité des forêts à absorber le dioxyde de carbone de l'atmosphère et réduire la quantité de nutriments disponibles pour les créatures qui les mangent.

« Même si le dioxyde de carbone atmosphérique est stabilisé à des niveaux suffisamment bas pour atténuer les impacts les plus graves du changement climatique, de nombreux écosystèmes terrestres présenteront de plus en plus des signes de trop peu d'azote par opposition à trop, " a déclaré le co-auteur de l'étude Andrew Elmore du Centre des sciences de l'environnement de l'Université du Maryland. " La prévention de ces baisses de la disponibilité de l'azote met davantage l'accent sur la nécessité de réduire les émissions de dioxyde de carbone d'origine humaine. "

Bien que l'accent mis sur la disponibilité de l'azote soit souvent développé, régions côtières, comme la baie de Chesapeake, qui luttent contre l'eutrophisation - le ruissellement de la pollution azotée des fermes et des pelouses fertilisées qui alimente les proliférations d'algues et conduit à la réduction de l'oxygène dans les eaux - l'histoire est très différente sur les terres moins développées, comme les montagnes de l'ouest du Maryland.

"Cette idée que le monde est inondé d'azote et que la pollution à l'azote est à l'origine de tous ces effets environnementaux est au centre des conversations dans la littérature scientifique et la presse populaire depuis des décennies, " a déclaré Elmore. " Ce que nous découvrons, c'est qu'il a caché cette tendance à long terme dans les systèmes non modifiés qui est causée par l'augmentation du dioxyde de carbone et des saisons de croissance plus longues. "

Les chercheurs ont étudié une base de données sur la chimie des feuilles de centaines d'espèces collectées dans le monde entier entre 1980 et 2017 et ont découvert une tendance mondiale à la diminution de la disponibilité de l'azote. Ils ont découvert que la plupart des écosystèmes terrestres, comme les forêts et les terres qui n'ont pas été traitées avec des engrais, deviennent de plus en plus oligotrophes, ce qui signifie que trop peu de nutriments sont disponibles.

"Si l'azote est moins disponible, il a le potentiel de diminuer la productivité de la forêt. Nous appelons cela l'oligotrophisation, " dit Elmore. " Dans le bassin versant boisé, ce n'est pas un mot très utilisé pour les systèmes terrestres, mais cela indique la direction que prennent les choses."

L'azote est essentiel à la croissance et au développement des plantes. Sur le sol de la forêt, les microbes décomposent la matière organique telle que les feuilles tombées et libèrent de l'azote dans le sol. L'arbre récupère cet azote pour construire des protéines et grandir. Cependant, comme les arbres ont accès à plus de carbone, de plus en plus de microbes sont limités en azote et libèrent moins de nutriments pour les arbres.

"Cette nouvelle étude s'ajoute à un corpus croissant de connaissances selon lesquelles les forêts ne seront pas en mesure de séquestrer autant de carbone de l'atmosphère que de nombreux modèles le prédisent, car la croissance des forêts est limitée par l'azote, " a déclaré Eric Davidson, directeur du Laboratoire des Appalaches de l'Université du Maryland Center for Environmental Science. "Ces nouvelles connaissances utilisant de nouvelles analyses isotopiques fournissent une nouvelle preuve que des diminutions des émissions de carbone sont nécessaires de toute urgence."

Aux États-Unis et en Europe, les réglementations sur les centrales électriques au charbon ont réduit la quantité de dépôt d'azote en raison des réglementations sur l'air pur qui tentent de lutter contre les pluies acides. À la fois, l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et l'allongement des saisons de croissance augmentent la demande en azote pour la croissance des plantes.

"Il existe maintenant de multiples sources de preuves qui soutiennent l'hypothèse d'oligotrophisation, " a déclaré le co-auteur de l'étude Joseph Craine, écologiste chez Jonah Ventures. "Au-delà des déclins de la chimie des feuilles, nous voyons le bétail au pâturage devenir plus limité en protéines, les concentrations de protéines polliniques diminuent, et des réductions d'azote dans de nombreux cours d'eau. Ces points commencent à se connecter dans une image complète de trop de carbone circulant dans les écosystèmes. »

Le papier, « Preuves isotopiques de l'oligotrophisation des écosystèmes terrestres » a été publiée dans Écologie et évolution de la nature par Andrew Elmore et David Nelson du Centre des sciences de l'environnement de l'Université du Maryland et Joseph Craine de Jonah Ventures.