Les forêts peuvent aider à atténuer le changement climatique, en captant du gaz carbonique lors de la photosynthèse et en le stockant dans leur biomasse (troncs d'arbres, racines, etc.). En réalité, les forêts absorbent actuellement environ 25 à 30 % de notre dioxyde de carbone d'origine humaine (CO 2 ) émissions. Certaines régions de forêt tropicale, comme l'Amazonie, stockent plus de carbone dans leur biomasse que tout autre écosystème ou forêt, mais lorsque les forêts subissent un stress hydrique (pas assez d'eau dans le sol, et/ou l'air est extrêmement sec), les forêts ralentiront ou arrêteront la photosynthèse. Cela laisse plus de CO 2 dans l'atmosphère, et peut également entraîner la mortalité des arbres.

Les modèles actuels du système Terre utilisés pour les prévisions climatiques montrent que la forêt amazonienne est très sensible au stress hydrique. Étant donné que l'air à l'avenir devrait devenir plus chaud et plus sec avec le changement climatique, se traduisant par un stress hydrique accru, cela pourrait avoir de grandes implications non seulement pour la survie de la forêt, mais aussi pour son stockage de CO 2 . Si la forêt n'est pas capable de survivre dans sa capacité actuelle, le changement climatique pourrait considérablement s'accélérer.

Les chercheurs de Columbia Engineering ont décidé de vérifier si cela était vrai, si ces forêts sont vraiment aussi sensibles au stress hydrique que ce que montrent les modèles. Dans une étude publiée aujourd'hui dans Avancées scientifiques , ils rapportent leur découverte que ces modèles ont largement surestimé le stress hydrique dans les forêts tropicales.

L'équipe a constaté que, alors que les modèles montrent que l'augmentation de la sécheresse de l'air diminue considérablement les taux de photosynthèse dans certaines régions de la forêt amazonienne, les résultats des données d'observation montrent le contraire :dans certaines régions très humides, les forêts augmentent même les taux de photosynthèse en réponse à un air plus sec.

"A notre connaissance, il s'agit de la première étude à l'échelle du bassin à démontrer comment, contrairement à ce que montrent les modèles, la photosynthèse augmente en fait dans certaines des régions très humides de la forêt amazonienne pendant un stress hydrique limité, " dit Pierre Gentine, professeur agrégé de génie de la terre et de l'environnement et des sciences de la terre et de l'environnement et affilié à l'Earth Institute. "Cette augmentation est liée à la sécheresse atmosphérique en plus du rayonnement et peut s'expliquer en grande partie par des changements dans la capacité photosynthétique de la canopée. À mesure que les arbres deviennent stressés, ils génèrent des feuilles plus efficaces qui peuvent plus que compenser le stress hydrique."

Gentine et son ancien Ph.D. L'étudiante Julia Green a utilisé les données des modèles du projet d'intercomparaison de modèles couplés 5 (CMIP5) du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat et les a combinées avec des techniques d'apprentissage automatique pour déterminer quelle était la sensibilité modélisée de la photosynthèse dans les régions tropicales des Amériques à l'humidité du sol et à l'air sécheresse. Ils ont ensuite effectué une analyse similaire, cette fois en utilisant des données d'observation de télédétection provenant de satellites à la place des données du modèle, pour voir comment la sensibilité d'observation se compare. Pour relier leurs résultats à des processus à plus petite échelle qui pourraient les expliquer, l'équipe a ensuite utilisé les données de la tour de flux pour comprendre leurs résultats au niveau de la canopée et des feuilles.

Des études antérieures ont montré qu'il y a une augmentation de la verdure dans le bassin amazonien à la fin de la saison sèche, lorsque le sol et l'air sont plus secs, et certains ont lié cela à des augmentations de la photosynthèse. "Mais avant notre étude, il n'était toujours pas clair si ces résultats se traduisaient par un effet sur une plus grande région, et ils n'avaient jamais été reliés à la sécheresse de l'air en plus de la lumière, " Vert, qui est maintenant chercheur associé postdoctoral au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement en France, expliqué. "Nos résultats signifient que les modèles actuels surestiment les pertes de carbone dans la forêt amazonienne dues au changement climatique. Ainsi, dans cette région particulière, ces forêts peuvent en fait être en mesure de maintenir des taux de photosynthèse, voire l'augmenter, avec un peu de réchauffement et de séchage à l'avenir."

Note gentine et verte, cependant, que cette sensibilité a été déterminée en utilisant uniquement les données existantes et, si les niveaux de sécheresse devaient augmenter à des niveaux qui ne sont pas actuellement observés, cela pourrait en effet changer. En effet, les chercheurs ont trouvé un point de basculement pour les épisodes de stress de sécheresse les plus sévères où la forêt ne pouvait pas maintenir son niveau de photosynthèse. Donc, dis Gentine et Green, "nos découvertes ne sont certainement pas une excuse pour ne pas réduire nos émissions de carbone."

Gentine et Green continuent d'étudier les thèmes liés au stress hydrique de la végétation sous les tropiques. Green se concentre actuellement sur le développement d'un indicateur de stress hydrique à l'aide de données de télédétection (un ensemble de données qui peut être utilisé pour identifier quand une forêt est dans des conditions de stress), quantifier les effets du stress hydrique sur la captation du carbone végétal, et les relier aux caractéristiques de l'écosystème.

« Une grande partie de la recherche scientifique menée ces jours-ci est qu'avec le changement climatique, nos écosystèmes actuels pourraient ne pas être en mesure de survivre, conduisant potentiellement à l'accélération du réchauffement climatique en raison des rétroactions, " Green a ajouté. " C'était agréable de voir que peut-être certaines de nos estimations de l'approche de la mortalité dans la forêt amazonienne pourraient ne pas être aussi désastreuses que nous le pensions auparavant. "

L'étude est intitulée "La photosynthèse de la forêt amazonienne augmente en réponse à la sécheresse atmosphérique".