Allocation d'eau dans le climat actuel et deux futurs climats à forte teneur en dioxyde de carbone. Climat futur 1 :où les stomates des plantes se ferment en réponse à un taux élevé de dioxyde de carbone, l'augmentation de l'eau dans les rivières et les sols, rendre la terre plus humide. Climat futur 2:où des saisons de croissance plus longues et plus chaudes et une croissance végétale supplémentaire diminuent l'eau dans les rivières et les sols, rendre la terre plus sèche. Crédit :Justin S. Mankin.
Avec le changement climatique, les plantes du futur consommeront plus d'eau qu'aujourd'hui, conduisant à moins d'eau disponible pour les personnes vivant en Amérique du Nord et en Eurasie, selon une étude menée par Dartmouth en Géosciences de la nature . La recherche suggère un avenir plus sec malgré les augmentations de précipitations prévues pour des endroits comme les États-Unis et l'Europe, des régions peuplées déjà confrontées à des stress hydriques.
L'étude remet en question une attente de la science du climat selon laquelle les plantes rendront le monde plus humide à l'avenir. Les scientifiques pensent depuis longtemps qu'à mesure que les concentrations de dioxyde de carbone augmentent dans l'atmosphère, les plantes réduiront leur consommation d'eau, laissant plus d'eau douce disponible dans nos sols et nos cours d'eau. En effet, à mesure que davantage de dioxyde de carbone s'accumule dans notre atmosphère, les plantes peuvent photosynthétiser la même quantité tout en fermant partiellement les pores (stomates) de leurs feuilles. Les stomates fermés signifient moins de perte d'eau des plantes dans l'atmosphère, l'augmentation de l'eau dans la terre. Les nouvelles découvertes révèlent que cette histoire de plantes rendant la terre plus humide se limite aux tropiques et aux latitudes extrêmement élevées, où la disponibilité en eau douce est déjà élevée et les demandes concurrentes sont faibles. Pour la plupart des latitudes moyennes, l'étude constate, les réactions prévues des plantes au changement climatique ne rendront pas la terre plus humide mais plus sèche, qui a des implications énormes pour des millions de personnes.
"Environ 60 pour cent du flux d'eau mondial de la terre vers l'atmosphère passe par les plantes, appelé transpiration. Les plantes sont comme la paille de l'atmosphère, dominant la façon dont l'eau s'écoule de la terre vers l'atmosphère. La végétation est donc un déterminant majeur de l'eau qui reste sur la terre pour les gens, " a expliqué l'auteur principal Justin S. Mankin, professeur adjoint de géographie à Dartmouth et chercheur adjoint au Lamont-Doherty Earth Observatory à l'Université Columbia. "La question que nous posons ici est, Comment les effets combinés du dioxyde de carbone et du réchauffement modifient-ils la taille de cette paille ? »
Écoulement futur perdu au profit de la végétation future d'ici la fin du siècle (basé sur les projections des modèles climatiques). Les couleurs brunes représentent la quantité d'eau par an dans les précipitations qui est susceptible d'aller vers la future canopée plutôt que de ruisseler, compatible avec « Climat futur 2 ». Les couleurs bleues représentent le contraire, compatible avec « Climat futur 1 ». Les hachures bleues montrent les régions où les modèles prévoient des augmentations significatives du ruissellement annuel. Crédit :Justin S. Mankin.
À l'aide de modèles climatiques, l'étude examine comment la disponibilité de l'eau douce peut être affectée par les changements prévus dans la façon dont les précipitations sont réparties entre les plantes, rivières et sols. Pour l'étude, l'équipe de recherche a utilisé une nouvelle comptabilité de cette répartition des précipitations, développé plus tôt par Mankin et ses collègues pour calculer la perte de ruissellement future à la future végétation dans un temps plus chaud, climat enrichi en dioxyde de carbone.
Les résultats de la nouvelle étude ont révélé comment l'interaction de trois effets clés des impacts du changement climatique sur les plantes réduira la disponibilité régionale en eau douce. D'abord, à mesure que le dioxyde de carbone augmente dans l'atmosphère, les plantes nécessitent moins d'eau pour la photosynthèse, mouiller la terre. Encore, seconde, alors que la planète se réchauffe, les saisons de croissance deviennent plus longues et plus chaudes :les plantes ont plus de temps pour pousser et consomment de l'eau, sécher la terre. Finalement, à mesure que les concentrations de dioxyde de carbone augmentent, les plantes sont susceptibles de pousser davantage, à mesure que la photosynthèse s'amplifie. Pour certaines régions, ces deux derniers impacts, des saisons de croissance prolongées et une photosynthèse amplifiée, dépassera les stomates de fermeture, ce qui signifie que plus de végétation consommera plus d'eau pendant plus longtemps, sécher la terre. Par conséquent, pour une grande partie des latitudes moyennes, les plantes laisseront moins d'eau dans les sols et les cours d'eau, même s'il y a des précipitations supplémentaires et que la végétation est plus efficace avec son utilisation de l'eau. Le résultat souligne également l'importance d'améliorer la façon dont les modèles climatiques représentent les écosystèmes et leur réponse au changement climatique.
Le monde dépend de l'eau douce pour la consommation humaine, agriculture, l'hydroélectricité, et de l'industrie. Encore, pour de nombreux endroits, il y a un décalage fondamental entre le moment où les précipitations tombent et le moment où les gens utilisent cette eau, comme c'est le cas en Californie, qui reçoit plus de la moitié de ses précipitations en hiver, mais les pics de demande sont en été. "À travers le monde, nous concevons des solutions pour déplacer l'eau d'un point A à un point B afin de surmonter cette déconnexion spatio-temporelle entre l'approvisionnement en eau et sa demande. L'attribution de l'eau est politiquement controversée, capitalistique et nécessite une planification à très long terme, tout cela affecte certaines des populations les plus vulnérables. Nos recherches montrent que nous ne pouvons pas nous attendre à ce que les plantes soient une panacée universelle pour la disponibilité future de l'eau. Donc, être en mesure d'évaluer clairement où et pourquoi nous devrions anticiper les changements de disponibilité de l'eau à venir est crucial pour garantir que nous pouvons être préparés, " a ajouté Mankin.
