L'introduction à grande échelle de grands herbivores dans la toundra arctique pour restaurer l'écosystème des prairies de la « steppe mammouth » et atténuer le réchauffement climatique est économiquement viable, suggère un nouvel article de l'Université d'Oxford.

Les animaux de pâturage tels que les chevaux et les bisons sont connus pour façonner le paysage qui les entoure, par exemple en supprimant la croissance des arbres en piétinant ou en mangeant des gaules. Lorsque ce processus est exploité pour restaurer un écosystème à un état antérieur, il est appelé réensauvagement. Il peut également être utilisé pour transformer un écosystème en un état différent mais plus souhaitable. C'est ce qu'on appelle l'ingénierie des écosystèmes de la mégafaune.

Dans de nombreuses régions du monde, les écosystèmes forestiers sont considérés comme les plus importants à restaurer en raison de leur capacité à stocker le carbone. Mais dans la toundra arctique, faire passer le paysage de la végétation ligneuse aux prairies renforcerait la protection du pergélisol riche en carbone, réduire les émissions de carbone associées au dégel du pergélisol et augmenter la capture du carbone dans le sol.

Cet écosystème de prairies, appelé « steppe mammouth », existait au Pléistocène, mais a été perdu lorsque les grands herbivores tels que les mammouths laineux ont disparu. Les chevaux et les bisons pourraient agir comme des éco-ingénieurs pour transformer la toundra actuelle en prairies. En supprimant la végétation ligneuse, l'amélioration de la croissance de l'herbe, et piétinant la neige à la recherche de fourrage hivernal, les grands mammifères augmentent la quantité d'énergie solaire entrante qui rebondit dans l'espace, connue sous le nom d'albédo. Les prairies favorisent également la capture du carbone dans les racines profondes des graminées, et permettent aux températures froides de l'hiver de pénétrer plus profondément dans le sol. Tout à fait, ces changements auraient un effet de refroidissement net sur les terres arctiques et retarderaient la fonte du pergélisol.

"L'Arctique est déjà en train de changer, et vite. Adopter une approche « ne rien faire » maintenant est une décision permettant de des changements irréversibles se produisent, " déclare l'auteur principal, le Dr Marc Macias-Fauria, chef du groupe Biogéosciences à l'École de géographie et de l'environnement. « Bien que la science de l'éco-ingénierie de l'Arctique soit en grande partie non testée, il a le potentiel de faire une grande différence et toute action dans cette région doit être sérieusement envisagée."

L'étude dirigée par Oxford estime que les émissions de carbone provenant du dégel du pergélisol pourraient être d'environ 4,35 milliards de tonnes métriques par an au cours du 21e siècle. C'est environ la moitié des émissions des combustibles fossiles et trois fois plus que les estimations des émissions produites par le changement d'affectation des terres actuel et projeté.

« Considérer les stratégies d'utilisation des terres visant à protéger le pergélisol arctique a des implications similaires pour le changement climatique que les décisions d'utilisation des terres dans d'autres régions qui reçoivent actuellement beaucoup plus d'attention, " a expliqué le professeur Yadvinder Malhi, chef du groupe Ecosystems de l'Environmental Change Institute. "Nous ne sommes pas habitués à penser à l'Arctique de cette façon."

Le parc du Pléistocène, un projet familial de restauration des prairies actuellement en cours dans l'extrême nord-est de la Russie, a déjà montré des résultats prometteurs. Mais le document souligne que l'échelle des introductions d'animaux nécessaires pour avoir un impact significatif sur la toundra arctique et donc le climat mondial pose un défi important. Comme point de départ, il existe maintenant un besoin pour de grandes expériences à l'interface de la science et de la pratique.

Les archives fossiles ont été utilisées pour estimer qu'au Pléistocène, un mammouth, cinq bisons, 7,5 chevaux, 15 rennes, 0,25 lions des cavernes, et un loup par kilomètre carré parcourait la région – autour de la densité animale des réserves de chasse de la savane africaine actuelle. Les efforts de réensauvagement se concentreraient initialement sur les bisons et les chevaux. Les chercheurs ont coûté l'introduction et le suivi de trois zones expérimentales à grande échelle comprenant 1, 000 animaux chacun à 114 millions de dollars US sur une période de 10 ans. Sur une base annuelle, ces zones pourraient en garder jusqu'à 72, 000 tonnes de carbone dans le sol et génèrent 360 $ US, 000 en revenus carbone uniquement, augmentation une fois la phase de recherche menée et la mise à l'échelle a permis des pratiques plus rentables. Les rendements pourraient être considérablement plus élevés si les pays arctiques introduisaient des mécanismes de taxation et de tarification du carbone, et l'étude constitue une opportunité potentielle pour la coopération entre le Royaume-Uni et la Russie sur l'atténuation du changement climatique. La logistique, les coûts et les considérations sociales nécessaires pour réensauvager l'Arctique seraient une tâche monumentale, mais les retombées climatiques pourraient être gigantesques.

L'éco-ingénierie est un exemple de solution climatique naturelle, partie du cadre plus large des « solutions fondées sur la nature ». Le concept de solutions fondées sur la nature fait généralement référence au travail avec la nature et à son amélioration pour aider à relever les défis sociétaux, et gagne rapidement du terrain dans le monde entier.

L'article fait partie d'un numéro thématique de Transactions philosophiques de la Royal Society axé sur l'interaction entre les écosystèmes et le changement climatique.