Les forêts tropicales du monde stockent d'énormes quantités de carbone dans leur biomasse et constituent ainsi un puits de carbone important. Cependant, les estimations actuelles de la quantité de dioxyde de carbone stocké dans les forêts tropicales de l'Amazonie varient considérablement. Les scientifiques du Centre Helmholtz pour la recherche environnementale (UFZ) ont développé une approche qui utilise des données satellitaires récentes pour fournir des estimations beaucoup plus précises de la quantité de biomasse dans les forêts tropicales que par le passé. Cela permet d'obtenir une image plus précise des conséquences des sécheresses et des incendies de forêt pour l'Amazonie, selon leur article dans Communication Nature .

L'estimation de la biomasse forestière à partir de mesures satellitaires reste un défi, car il n'existe actuellement aucune méthode de mesure directe. Les satellites de pointe équipés d'instruments laser ou radar ouvrent désormais une nouvelle gamme d'options :ils mesurent non seulement la hauteur des forêts du monde entier mais aussi toute la structure de ces forêts. L'équipe de modélisation forestière dirigée par le professeur Andreas Huth de l'UFZ a maintenant combiné les mesures d'un satellite laser avec le modèle forestier FORMIND développé à l'UFZ; ce modèle utilise des données climatiques et pédologiques pour simuler la dynamique des forêts et la croissance d'arbres individuels avec une résolution allant jusqu'à 20 mètres. Plus de 700, 000 de ces jeux de données laser ont ainsi été évalués pour la forêt amazonienne. Le résultat :des attributs forestiers importants, qui sont cruciaux pour donner une image d'une zone forestière, peut être estimée beaucoup plus précisément à l'avenir. Ces attributs forestiers comprennent la biomasse aérienne et le taux de croissance de la forêt (c'est-à-dire la production primaire brute). "En tout, l'incertitude entourant les estimations des paramètres forestiers diminue de 20 à 43 pour cent. L'estimation de la biomasse aérienne, par exemple, est devenu 25 % plus précis, " dit Andreas Huth, l'un des auteurs de l'étude. Cela permet d'obtenir une évaluation nettement plus précise de la quantité de carbone stockée dans la forêt. « Avec notre approche, nous pouvons en savoir plus sur le cycle du carbone - quelle quantité est stockée dans la forêt tropicale humide, libéré ou résorbé chaque année, " ajoute le Dr Rico Fischer, également auteur de cette étude et impliqué dans la modélisation forestière à l'UFZ.

L'équipe UFZ utilisera également la nouvelle approche pour affiner ses propres études, qui n'incorporait que la hauteur de la forêt à ce jour mais pas toutes les informations sur la structure de la forêt, dans leurs estimations de biomasse. En 2018, ils ont réussi à simuler la biomasse des 410 milliards d'arbres de la région amazonienne pour l'année 2005 en combinant les données laser du satellite ICESat avec FORMIND. D'après un résultat fourni par cette méthode, un total de 76 milliards de tonnes de carbone est stocké dans la forêt amazonienne. « Cela nous a également permis d'identifier quelles zones de la région amazonienne sont des puits de carbone ou des sources de carbone, " dit Andreas Huth. Dans l'ensemble, la forêt tropicale constitue toujours un puits de carbone en absorbant environ 600 millions de tonnes par an. Il y a, cependant, aussi des sources locales de carbone, comme lorsque les arbres meurent à cause de la sécheresse ou sont détruits par le feu.

La combinaison de données satellitaires haute résolution avec le modèle FORMIND ouvre désormais une gamme de nouvelles options pour l'équipe de modélisation forestière de l'UFZ. Par exemple, la mission GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation) lancée par la NASA utilise un nouveau type d'instrument laser à la Station spatiale internationale (ISS) pour mesurer la forêt mondiale depuis 2018. Ces données seront disponibles à la fin de cette année. Cela permettrait aux chercheurs de l'UFZ de faire des déclarations tous les six mois sur la façon dont l'utilisation des terres ou le réchauffement climatique - pour ne citer que deux facteurs - a modifié la quantité de biomasse stockée dans les forêts tropicales et où se trouvent les puits et les sources de carbone. Évaluations à jour des conséquences des incendies de forêt, comme ceux de la région amazonienne, sont également réalisables. "Dès que les mesures de la NASA seront disponibles, nous pourrons analyser la quantité de dioxyde de carbone émise par les incendies en Amazonie, " dit Rico Fischer.

Une autre vision des chercheurs de l'UFZ est d'intégrer les données fournies par d'autres satellites et de les mélanger avec FORMIND. Cela réduirait encore les incertitudes contenues dans les estimations. Les chercheurs pourraient également bénéficier d'une nouvelle mission satellite radar proposée et planifiée par des scientifiques allemands, la mission Tandem-L. L'un des objectifs de la mission est de mesurer chaque semaine la structure des forêts dans le monde en déployant deux satellites radar. Cela permettrait d'identifier rapidement les modifications de la forêt à court terme causées par la déforestation, incendies de forêt ou sécheresses, par exemple, et ainsi de quantifier beaucoup plus précisément les conséquences de l'occupation des sols et du changement climatique. Cette, selon Rico Fischer et Andreas Huth, serait un autre grand pas pour la recherche écologique.