Les terres arides couvrent environ 41 % de la surface terrestre de la Terre et abritent un être humain sur trois habitant notre planète. Dans ces domaines, la vie est fortement influencée par l'aridité, c'est-à-dire l'équilibre entre la quantité d'eau de pluie et l'eau perdue par évaporation. Dans ce sens, l'aridité augmente dans le monde entier en raison du changement climatique. Une étude menée par le Dryland Ecology and Global Change Lab de l'Université d'Alicante (UA) dirigée par Fernando T. Maestre et publiée dans Science révélé pour la première fois qu'à mesure que l'aridité augmente, les écosystèmes des zones arides de la planète subissent une série de changements brusques.

"Dans l'étude, nous avons constaté que de nombreuses caractéristiques de l'écosystème avaient une réponse non linéaire aux petites augmentations de l'aridité. Cela signifie qu'il existe des niveaux auxquels plus rapidement, parfois même des changements brusques se produisent à la suite d'augmentations relativement faibles de l'aridité. Par conséquent, on peut dire que, lorsque certains seuils d'aridité sont franchis, l'écosystème subit des changements disproportionnés et devient encore plus aride, " Santiago Soliveres, Ramón y Cajal chercheur à l'UA et co-auteur de l'étude, explique.

Trois phases de changement

Trois phases de changement ont été identifiées par les chercheurs. D'abord, lorsque les niveaux d'aridité croisent des valeurs d'environ 0,54, "l'écosystème devient limité par le manque d'eau. La végétation change et elle devient dominée par des espèces adaptées à la sécheresse, comme les graminées et les arbustes, comme c'est déjà le cas dans de nombreuses régions de la péninsule ibérique, ", explique Fernando T. Maestre, chercheur à l'UA.

Après ces premiers changements de végétation, lorsque les valeurs d'aridité dépassent 0,7, le sol devient beaucoup moins fertile. Il perd sa structure et devient plus vulnérable à l'érosion. De plus, les organismes du sol qui jouent un rôle essentiel dans le maintien des nutriments du sol sont radicalement affectés, avec une présence dominante d'agents pathogènes au détriment d'organismes plus bénéfiques.

Finalement, au-delà des valeurs d'aridité de 0,8, une perte brutale de diversité et de couverture végétale a lieu. « Une fois ce seuil franchi, le déficit hydrique est tel que les plantes ne peuvent pas prospérer dans ces conditions. L'activité biologique est considérablement réduite et la vie devient conditionnée par les fenêtres d'opportunité qui se produisent lors d'événements pluvieux peu fréquents. L'écosystème est devenu un désert, " selon Maestre.

20% des terres mondiales affectées par 2100

Selon les prévisions climatiques, plus de 20 % des terres émergées de la planète pourraient franchir un ou plusieurs des seuils d'aridité identifiés dans cette étude d'ici 2100. « La vie ne disparaîtra pas, mais nos résultats suggèrent que ces écosystèmes peuvent subir des changements brusques qui réduiront leur capacité à fournir des services écosystémiques à plus de 2 milliards de personnes, comme la fertilité des sols et la production de biomasse, " dit Miguel Berdugo, l'auteur principal de l'étude et chercheur au UA Dryland Ecology and Global Change Lab jusqu'en janvier 2020.

Minimiser les conséquences négatives

Les résultats de cette étude sont d'une grande pertinence pour comprendre les impacts du changement climatique sur les écosystèmes des terres arides, car ils pourraient aider à établir des mesures d'atténuation. « Même si nous n'arrêterons pas le changement climatique, Je pense que nous pouvons encore minimiser ses conséquences négatives sur ces écosystèmes, indispensables pour parvenir à un développement durable, " dit Maestre. " En fournissant des informations sur la façon dont la végétation et les propriétés du sol changent à mesure que l'aridité augmente, et en cartographiant les zones les plus sensibles à de telles augmentations, nos résultats peuvent être utilisés pour optimiser les efforts de surveillance et de restauration, préserver la biodiversité et éviter la désertification de ces écosystèmes, " ajoute-t-il. Ricard Solé, un co-auteur de l'étude, Chercheur ICREA à l'Institut de biologie évolutive (IBE, UPF-CSIC) et maître de conférences à l'Université Pompeu Fabra, espère que "cette étude aidera à développer des scénarios d'intervention potentiels qui peuvent inclure l'utilisation de la biologie synthétique pour modifier les écosystèmes à risque". Cette « terraformation » des écosystèmes s'inscrit dans le cadre de la collaboration en cours entre l'UPF et l'Université d'Alicante.