Les forêts du sud-ouest pourraient décliner en productivité jusqu'à 75 pour cent en moyenne au cours du 21e siècle à mesure que le climat se réchauffe, selon un rapport de recherche dirigé par l'Université de l'Arizona publié dans Communication Nature le 17 décembre.

La nouvelle estimation est meilleure que les précédentes car elle est basée sur une nouvelle base de données d'informations sur la croissance des arbres dans des conditions moyennes, selon l'équipe de recherche. Les estimations précédentes étaient basées sur une base de données qui comprenait de nombreux arbres poussant dans des conditions marginales.

La découverte est basée sur un trésor d'environ 20, 000 carottes d'arbres non analysées découvertes dans un laboratoire de l'Utah il y a une dizaine d'années. Les anneaux de croissance annuels visibles dans les carottes des arbres reflètent les conditions climatiques de chaque année.

Les nouveaux échantillons de carottes d'arbres sont plus représentatifs de la forêt dans son ensemble que nombre de ceux collectés et analysés plus tôt, a déclaré le premier auteur Stefan Klesse, qui a effectué l'analyse alors qu'il était chercheur postdoctoral au Laboratoire de recherche sur les cernes des arbres de l'UA.

L'auteur principal Margaret Evans a déclaré que la représentation spatiale dans le nouvel ensemble de données du programme d'inventaire et d'analyse des forêts du service forestier américain est "sans précédent". Elle appelle les arbres du nouvel ensemble de données qui vivent dans des conditions de croissance moyennes « arbres Joe Schmoe ».

« Les arbres de Joe Schmoe connaîtront une réduction de 75 % de leur croissance et les arbres à la lisière – selon notre analyse – sont à peu près voués à l'échec, " dit Evans, professeur adjoint au Laboratoire de recherche sur les cernes des arbres de l'UA.

La base de données précédemment disponible pour les chercheurs est l'International Tree-Ring Data Bank, ou ITRDB, qui comprenait des échantillons de nombreux arbres qui poussaient dans des conditions marginales - ce qu'Evans a qualifié de "sur le bord".

Lorsque les arbres de l'ITRDB ont été initialement échantillonnés, qui était souvent il y a des décennies, les chercheurs ont choisi des arbres vivant dans des conditions marginales parce que ces arbres étaient les plus sensibles aux variations climatiques et donc mieux adaptés pour révéler comment le climat a varié au cours des siècles passés.

Les chercheurs sur les cernes des arbres savent depuis longtemps que les échantillons de l'ITRDB pourraient surestimer l'effet du climat sur les arbres moyens, mais n'avait pas d'autres données à utiliser jusqu'à présent. Et, même si les arbres de l'ITRDB peuvent fournir une surestimation de la façon dont l'arbre forestier moyen réagira au changement climatique au 21e siècle, cette information est toujours précieuse, dit Evans.

"Ces arbres sont les canaris dans la mine de charbon - la lisière de la forêt est l'endroit où nous allons voir le changement en premier, " elle a dit.

Le document de recherche de Klesse, Evans et leurs co-auteurs, "Sampling bias overestimates climate change impacts on forest growth in the southwestern United States" a été publié dans Communication Nature le 17 décembre. Une liste des co-auteurs se trouve au bas de ce communiqué.

Le ministère de l'Agriculture des États-Unis, l'Environmental Protection Agency des États-Unis et la Nation Navajo ont financé la recherche.

La nouvelle collection de carottes d'arbres d'inventaire et d'analyse des forêts est apparue lorsque des scientifiques de la station de recherche Rocky Mountain du service forestier des États-Unis à Ogden, Utah, se déplaçaient d'un bâtiment à l'autre. Les chercheurs ont été surpris de trouver un tas de boîtes poussiéreuses remplies de carottes d'arbres qui n'avaient jamais été analysées.

Les carottes avaient été systématiquement prélevées sur des arbres dans les huit États de l'intérieur de l'Ouest américain au cours des années 1980 et 1990. Les carottes reflétaient la croissance d'arbres individuels remontant aux années 1920 et même plus tôt.

Les co-auteurs R. Justin DeRose et John Shaw du U.S. Forest Service Rocky Mountain Research Station ont commencé le travail minutieux de mesurer les anneaux de croissance annuels d'environ 20, 000 cœurs, chacun d'un arbre spécifique. Les deux scientifiques ont enrôlé Evans et lui ont envoyé environ 2, 000 carottes d'arbres de l'Arizona. Son équipe de recherche, qui comprenait huit étudiants de premier cycle de l'UA, a commencé à cataloguer ces carottes et à en enregistrer les données en 2015.

Les chercheurs se sont demandé ce que les nouveaux enregistrements des cernes des arbres pourraient révéler sur la façon dont le changement climatique affecterait la croissance des arbres forestiers du sud-ouest dans la seconde moitié du 21e siècle. Pour comprendre cela, ils se sont concentrés sur les enregistrements du pin pinyon commun, Sapin de Douglas et pin ponderosa de l'Utah, Colorado, Arizona et Nouveau-Mexique.

Klessé, qui est maintenant chercheur postdoctoral à l'Institut fédéral de recherche WSL à Zurich, comparé les informations des carottes nouvellement analysées des arbres "Joe Schmoe", plus des enregistrements supplémentaires de croissance des cernes des arbres de 858 arbres en Arizona et au Nouveau-Mexique, avec les enregistrements de l'ITRDB.

Pour les projections des précipitations et de la température de la région au 21e siècle, il a utilisé les projections climatiques de l'un des modèles climatiques les plus actuels, CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5).

Son analyse a révélé que la croissance des arbres forestiers ordinaires ne serait pas autant réduite sous le changement climatique que les arbres dont les enregistrements sont inclus dans l'ITRDB.

Toutefois, il a dit, "Alors que le climat se réchauffe, la croissance des arbres va diminuer."

Evans a dit, "Les arbres doivent prendre tout ce qu'ils obtiennent en termes de conditions climatiques. Lorsque les températures augmentent, ils doivent y faire face, ou pas."