On pense que l'utilisation des terres et le changement d'affectation des terres sont responsables d'environ 23 % des émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine. Mais fixer ce chiffre avec certitude a été entravé par le manque de données dans de nombreuses régions clés des tropiques où les forêts sont remplacées par l'agriculture et où d'autres activités dégradent les forêts.

Une grande partie de notre incertitude est liée à ce qui se passe dans les sols à la suite de la conversion des forêts en agriculture. Les sols stockent environ deux fois plus de carbone que l'atmosphère et ils sont responsables de la régulation des concentrations de deux autres gaz à effet de serre importants :l'oxyde nitreux, qui est un gaz à effet de serre environ 265 fois plus puissant que le dioxyde de carbone, et le méthane, qui est le deuxième gaz à effet de serre anthropique le plus important après le dioxyde de carbone.

L'amélioration de la quantification des émissions de gaz à effet de serre est nécessaire pour la mise en œuvre des actions d'atténuation du changement climatique dans le cadre de l'Accord de Paris. De nombreux pays des tropiques se sont engagés à réduire les émissions de leurs secteurs agricole et forestier. Une partie de cela se fera unilatéralement, mais certains se feront par le biais de la coopération internationale, y compris par le biais des marchés du carbone.

L'Alliance of Bioversity International et le CIAT ont travaillé avec des partenaires du GCRAI pour accroître la disponibilité des données sur les émissions. Ces derniers mois, nous avons publié trois articles avec de nouvelles données primaires provenant de sites à travers les tropiques humides. Deux études ont porté sur la conversion des forêts à différents types d'agriculture sur les sols des hautes terres du Cameroun et sur l'île de Sumatra en Indonésie; la troisième étude a examiné la dégradation des forêts dans une tourbière tropicale due à la récolte non durable des fruits du palmier au Pérou.

La conclusion cohérente à travers ces articles est que la conversion de la forêt en agriculture et la dégradation des forêts ralentissent les cycles du carbone et de l'azote dans ces paysages, qui affecte les flux de gaz à effet de serre entre la biosphère et l'atmosphère.

L'un des gaz que nous avons examinés était le méthane, et c'est important car le sol élimine ce gaz à effet de serre de l'atmosphère et limite son impact sur le climat. Notre étude au Cameroun a révélé que la conversion de la forêt humide en terres cultivées réduisait cette suppression de 47%, mais la conversion en plantation de cacao n'a pas réduit les prélèvements. Notre étude à Sumatra a trouvé plus bas, mais toujours important, taux d'abattage par rapport à la forêt que nous avons observée au Cameroun.

La conversion des forêts en plantations d'hévéas et de palmiers à huile a réduit l'élimination des gaz à effet de serre par le sol à près de zéro.

Résoudre le mystère du méthane manquant ?

Le méthane augmente dans l'atmosphère à un rythme accéléré. Les ordres de grandeur de la réduction des absorptions de méthane des forêts tropicales que nous avons observées suggèrent que la déforestation pourrait contribuer entre 4% et 9% de cette augmentation. Cet effet du changement d'affectation des terres n'est pas intégré dans les études de modélisation mondiale et peut expliquer une partie de la variabilité d'une année à l'autre de l'accumulation de méthane dans l'atmosphère.

Au Perou, nous avons regardé une situation contrastée dans les zones humides forestières, qui sont une source naturelle de méthane dans l'atmosphère en raison de la combinaison de la teneur élevée en matière organique des sols des zones humides et des conditions d'inondation qui limitent les niveaux d'oxygène dans ces sols.

Nous avons examiné la dégradation des forêts dans une zone marécageuse sur des sols tourbeux (sols à très haute teneur en matière organique) et avons constaté que les changements dans la structure de la forêt et les perturbations du sol dues à la récolte non durable de palmiers Mauritia flexuosa diminuaient la source naturelle de méthane de la région. Compte tenu de la perte et de la dégradation à grande échelle des zones humides sous les tropiques, cette source naturelle peut être décroissante, ce qui signifie que l'augmentation du méthane dans l'atmosphère due aux activités anthropiques peut être sous-estimée.

Réductions d'oxyde nitreux—au début

Pour le protoxyde d'azote, nous avons également constaté que les émissions étaient plus faibles dans les zones converties à l'agriculture, principalement parce que ces sols n'étaient pas fertilisés. Au Cameroun, les émissions ont diminué de 52 % dans les terres cultivées récemment converties et de 35 % dans les plantations agroforestières. Nous avons publié les résultats de Sumatra précédemment et avons montré une réduction de 40 % lorsque la forêt était convertie en plantations de palmiers à huile et d'hévéas.

L'élimination continue des cultures de ces sites sans réapprovisionnement en éléments nutritifs exacerbera les carences en azote et, à un moment donné, une fertilisation sera nécessaire pour augmenter la productivité. Cela augmentera les émissions et généralement, les émissions des systèmes fertilisés dépassent celles de la végétation indigène.

Nous avons trouvé des résultats équivoques pour les émissions d'oxyde nitreux en réponse à la dégradation des forêts dans les tourbières péruviennes, avec un site dégradé présentant des émissions beaucoup plus faibles que la forêt intacte et un autre présentant des émissions similaires.

L'agroforesterie peut maintenir les niveaux de carbone du sol

Le troisième gaz que nous avons examiné était le dioxyde de carbone et nous nous sommes penchés en particulier sur la respiration du sol. La respiration du sol est l'efflux de dioxyde de carbone des sols et cela provient de deux sources :la dégradation de la matière organique du sol et la respiration des racines. La respiration du sol est le deuxième flux de carbone le plus important dans les écosystèmes après la photosynthèse et elle indique la productivité de l'écosystème.

Au Cameroun, la conversion de forêts en terres cultivées a entraîné une réduction de 43 % de la respiration du sol, et seulement une réduction de 20% dans la plantation de cacao. A Sumatra, nous n'avons vu aucun changement dans la respiration du sol avec la conversion de la forêt en cultures de plantation, et le palmier à huile avait des taux de respiration du sol plus élevés que le site forestier. Des données sur la respiration du sol dans l'expérience péruvienne de dégradation des tourbières sont à venir.

A Sumatra, il y avait peu de perte de matière organique du sol après la conversion, ce qui a contribué à renforcer la respiration du sol. Nous avons noté des baisses importantes de la matière organique du sol au Cameroun associées à une respiration plus faible du sol. Ces résultats suggèrent que le maintien de systèmes agroforestiers hautement productifs peut être une clé pour maintenir les stocks de carbone du sol et réduire les émissions dues au changement d'affectation des terres.

Ces études et autres documents qui seront ou ont été produits à partir de ces sites ajouteront trois sites bien caractérisés au corpus de connaissances à travers les tropiques humides pour soutenir une meilleure modélisation et une meilleure mise en œuvre de l'Accord de Paris.

L'une des fonctions importantes des organisations de sciences appliquées comme l'Alliance est de fournir des données à l'appui d'une prise de décision éclairée. Nous reconnaissons que de bonnes données ne garantissent pas de bonnes décisions, mais le manque de données garantit que les bonnes décisions sont aléatoires.