La mortalité croissante des arbres pourrait réduire la capacité de nombreuses forêts du monde entier à retenir le carbone en attirant les gaz à effet de serre de l'air. Pour bien saisir ce que cela signifie pour les budgets carbone, les scientifiques doivent résoudre le casse-tête des raisons pour lesquelles les arbres meurent et comment ils réagissent au changement.

« Il existe de nombreuses observations d'une augmentation de la mortalité des arbres en raison du changement climatique et de l'utilisation des terres, " selon de nouvelles recherches. Cela semble transformer les habitats forestiers, avec des arbres de plus en plus jeunes et plus courts dans de nombreuses forêts, ajoutent les auteurs.

Les estimations suggèrent que les forêts ont absorbé jusqu'à 30 % des émissions anthropiques de carbone au cours des dernières décennies. Bien que les effets globaux de la perte d'arbres sur le cycle du carbone soient complexes car les vieux arbres et les jeunes qui les remplacent absorbent le carbone à des rythmes différents, l'augmentation de la mortalité semble affecter la capacité des forêts à retenir le carbone.

Les chercheurs de la nouvelle étude pensent que des taux de mortalité plus élevés pourraient commencer à l'emporter sur la capacité des arbres restants et nouveaux à maintenir cette absorption au même niveau et potentiellement conduire à une réduction globale du couvert forestier et de la biomasse.

'C'est assez inquiétant, car en ce moment, deux à trois molécules de dioxyde de carbone sur 10 dans l'atmosphère retournent dans les forêts, mais nous ne savons pas comment cela va continuer dans le futur, " a déclaré le Dr Thomas Pugh, un scientifique de l'environnement à l'Université de Birmingham, ROYAUME-UNI.

Bien que la tendance à l'augmentation de la mortalité et à l'évolution de la composition des arbres dans les forêts ait été évidente dans des études plus localisées, l'examen de la littérature et l'analyse des données de l'équipe sur le changement d'affectation des terres ont indiqué que cela se produit sur une large base, il dit.

Le Dr Pugh fait remarquer, cependant, qu'il n'est pas encore possible de dire si cela se produit partout car de nombreux endroits n'ont toujours pas été étudiés. « Ce que nous montrons, c'est que si vous regardez à travers toutes les forêts, ces tendances sont généralisées, bien que différents endroits se déplacent à des rythmes différents.

Arbre mort

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment les changements forestiers sont liés aux perspectives futures de stockage du carbone. De nombreuses études ont examiné les effets liés à la photosynthèse sur le stockage, mais une autre pièce essentielle du puzzle consiste à comprendre les taux et les causes de la mort des arbres à grande échelle.

Jusqu'à maintenant, obtenir une image globale de cela a été étonnamment difficile, dit le Dr Pugh.

C'est en partie parce que les arbres peuvent vivre des centaines d'années - et même si vous parvenez à observer la mort, la cause n'est souvent pas claire, il dit. Si vous pouvez obtenir ces informations pour un arbre, vous devez faire des milliers d'observations pour comprendre les tendances.

'De même, nous savons combien de temps certaines espèces d'arbres peuvent vivre, mais nous ne savons pas combien de temps ils vivent généralement, ' a ajouté le Dr Pugh.

Un projet qu'il dirige appelé TreeMort, qui a participé à la nouvelle recherche, essaie d'améliorer la compréhension des durées de vie en combinant des mesures effectuées au cours des quatre dernières décennies à partir d'un large éventail de sources, y compris les études locales, inventaires forestiers, données sur les traits des plantes et observations satellitaires. Ce n'est que récemment que suffisamment d'informations ont été amassées pour vraiment le faire, il dit.

Jusque là, l'équipe a mieux compris les causes de décès les plus visibles, constatant qu'environ 12% de la mortalité des arbres en termes de perte de biomasse à travers le monde est causée par de grandes perturbations, comme les incendies, arrachage à grande échelle des arbres par le vent, la récolte et les épidémies de ravageurs.

« Je m'attendais à ce que des événements à plus grande échelle représentent une fraction globale plus importante, ' a déclaré le Dr Pugh. « Ils ont un si grand impact sur le paysage, mais il s'avère que dans de nombreuses forêts, la plupart des actions se déroulent à plus petite échelle.

Les ravageurs tels que les scolytes, avec les incendies, vent et récolte, sont responsables d'événements de destruction à grande échelle dans les forêts, mais ceux-ci ne représentent qu'environ 12% des décès d'arbres. Crédit image—Thomas Pugh

À la fois, il a été surpris, dans une étude distincte, de la mesure dans laquelle les arbres en Europe semblaient « écrasante » mourir à cause de la récolte.

L'étape suivante, il dit, est de mieux comprendre les causes et le calendrier des 88 % restants provenant d'événements moins visibles, comme la récolte à plus petite échelle et l'arrachage par le vent, concurrence avec les arbres voisins, maladie, la sécheresse et les effets climatiques à plus long terme tels que des températures plus chaudes.

Au cours des deux dernières années, L'équipe du Dr Pugh a rassemblé et standardisé les données d'une grande variété d'études, et est maintenant prêt à regarder de plus près.

Il pense que l'obtention de ces informations sur la mort des arbres - et leur ajout à la recherche sur les effets de la photosynthèse et le nombre d'arbres - peut changer la donne dans la prévision plus précise des budgets de carbone. "Nous n'allons en aucun cas supprimer l'incertitude … mais nous pensons que nous pouvons imposer des limites beaucoup plus strictes à ce puits de carbone."

Non seulement que, mais comprendre la mortalité des arbres a des implications beaucoup plus larges pour les changements des écosystèmes forestiers en ce qui concerne le mélange et la diversité des arbres et des animaux qu'ils contiennent. « Cela ouvre de nombreuses possibilités pour construire un travail en plus de cela, parce que la vitesse à laquelle les arbres meurent a tellement d'implications pour les écosystèmes, ' a déclaré le Dr Pugh.

À plus petite échelle

Mais nous avons encore beaucoup à apprendre sur les arbres à une échelle beaucoup plus petite pour aider à améliorer les prévisions mondiales pour le stockage du carbone au fil du temps. Les arbres emprisonnent le carbone dans leur bois et leurs racines au fur et à mesure de leur croissance, ainsi, analyser la croissance du tissu ligneux et son impact sur les variations climatiques peut éclairer les perspectives de stockage.

Le projet INTREE cherche à le faire dans les forêts tempérées des Alpes et du Canada grâce à une nouvelle approche qu'il a développée pour analyser la formation du xylème, un tissu ligneux qui conduit l'eau et les nutriments.

La méthode, appelé « anatomie du bois qualitative intra-anneau », implique de nouvelles études anatomiques combinées aux résultats antérieurs de deux approches traditionnelles :l'analyse à long terme des cernes annuels des arbres sur des décennies, et un suivi saisonnier à court terme des coupes de bois hebdomadaires au microscope.

L'observation des processus aux deux échelles est essentielle pour obtenir une vue d'ensemble plus complète, selon le Dr Daniele Castagneri, chercheur pour INTREE à l'Institut Fédéral des Forêts, Recherche sur la neige et le paysage (WSL).

Certaines études de l'équipe ont déjà fait allusion à l'importance de leur approche. Lorsque les chercheurs ont étudié comment les épidémies de tordeuse des bourgeons affectaient le mélèze d'Europe (Larix decidua) par défoliation - qui peut supprimer la croissance en entravant la photosynthèse - ils ont découvert que des études antérieures pouvaient avoir sous-estimé la perte de biomasse résultante d'environ 25 %.

Ils ont également trouvé des preuves qu'un climat plus chaud pourrait à long terme avoir un impact global sur la réduction des taux de croissance des arbres dans les forêts boréales dans certaines des latitudes les plus septentrionales qu'ils ont examinées au Canada. Cela contredisait leurs attentes selon lesquelles les preuves indiqueraient que les arbres de cette région pousseraient en fait plus rapidement à l'avenir en raison d'une saison de croissance plus longue correspondante. Les chercheurs suggèrent que cela pourrait également conduire au dépérissement des arbres, où les arbres meurent à partir de leur pointe.

«À la lumière du changement climatique, cela signifie que même les forêts boréales dans un climat relativement humide peuvent subir un stress de sécheresse, dit le docteur Castagneri.

Bien que de telles études suggèrent que certains effets climatiques peuvent être plus importants qu'on ne le pensait auparavant, il prévient qu'il est actuellement difficile de généraliser en raison du besoin d'informations sur de nombreuses autres espèces d'arbres et habitats.

Dr Patrick Fonti, un autre chercheur au WSL qui encadre INTREE, dit que cela est aidé par un nombre croissant de recherches. « On s'en rapproche parce qu'il y a plusieurs groupes qui travaillent dans le même sens, il y a donc de plus en plus de données qui se rassemblent, ' il a dit.

Dans l'année ou les deux prochaines, INTREE espère lier ses découvertes à une échelle anatomique plus directement au cycle du carbone, mais le Dr Castagneri dit qu'il faudra un certain temps avant que cela puisse être fait à l'échelle mondiale.

« Les liens avec le cycle mondial du carbone sont très complexes, et la mise à l'échelle du niveau de la cellule à la forêt ne peut pas être facilement effectuée, ' il a dit.

Il espère que l'équipe sera finalement en mesure d'avoir une bonne compréhension quantitative des flux de carbone et de combiner cela avec d'autres groupes pour améliorer la compréhension. Peut-être alors, il a dit, nous pouvons « avoir des modèles plus précis qui prédisent ce qu'il adviendra des forêts ».