Diagrammes conceptuels du cycle du carbone terrestre et de l'action du [CO2] (eCO2) atmosphérique élevé. (a) Diagramme simple de bassin et de flux (formes tridimensionnelles (3D)) du cycle du carbone terrestre montrant les bassins clés, flux, et les processus pertinents pour l'hypothèse de la fertilisation par le CO2 comme décrit dans l'encadré 1. Les flèches bidimensionnelles (2D) représentent les influences positives directes (pleines) ou indirectes (pointillées) (têtes de flèches triangulaires), ou la possibilité d'influences à la fois positives et négatives (circulaires) de l'eCO2. (b) Diagramme conceptuel riche d'un cycle du carbone à l'échelle du paysage et de l'influence de l'eCO2 montrant plus de processus (voir Section II) et leurs interconnectés, caractère multi-échelle. Les flèches pleines (3D et 2D) représentent les flux de matière (principalement de carbone), les flèches en pointillé représentent l'influence. Abréviations ne figurant pas dans le tableau 1 :Ci/c, interne ou chloroplastique [CO2]; Ac, photosynthèse limitée par carboxylation; *, photorespiration; C :Nfeuille, rapport carbone foliaire :azote; T, transpiration; LULCC, l'utilisation des terres et le changement de la couverture des terres ; CWD, débris ligneux grossiers. Crédit: Nouveau phytologue (2020). DOI :10.1111/nph.16866
Les conséquences climatiques peuvent à l'avenir devenir encore plus importantes que prévu, car la capacité de la végétation terrestre à absorber le dioxyde de carbone est susceptible de diminuer. C'est la conclusion d'une grande étude internationale avec la contribution de l'Université d'Umeå. Jusqu'à présent, la végétation a freiné le changement climatique en absorbant une fraction importante des émissions de dioxyde de carbone, mais il n'est pas certain que cet effet persiste.
"Les plantes ont besoin de dioxyde de carbone pour la photosynthèse, mais des concentrations plus élevées de dioxyde de carbone dans l'atmosphère n'augmentent pas nécessairement la croissance des plantes, " dit Jürgen Schleucher, professeur à l'Université d'Umeå.
Dans l'étude publiée dans la revue scientifique Nouveau phytologue , un grand groupe international de chercheurs a intégré les connaissances sur la façon dont l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone affecte les plantes. Actuellement, la végétation terrestre absorbe environ un tiers des émissions humaines de dioxyde de carbone. Le problème est que ce "puits de carbone" est entraîné par l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Mais malgré cet évier, le climat mondial suit encore actuellement le scénario climatique le plus dramatique décrit par le Groupe d'experts international sur l'évolution du climat. Sans le puits de carbone terrestre, la crise climatique serait encore plus drastique qu'elle ne l'est. C'est pourquoi il est si important d'estimer comment le puits de carbone terrestre va se développer.
Le puits de carbone terrestre est d'environ 11 milliards de tonnes de dioxyde de carbone par an, contre des émissions de 35 milliards de tonnes. C'est maintenant, mais pour regarder vers l'avenir, pour prédire le puits de carbone des décennies à venir, pour nos arrière-petits-enfants, les auteurs devaient comprendre les mécanismes physiologiques de l'évier. Cela concerne quelle fraction du puits de carbone est due à la fertilisation par le dioxyde de carbone de la photosynthèse, et si les modèles de photosynthèse décrivent correctement son augmentation. Et enfin, il faut évaluer si les effets actuels persisteront au cours des prochaines décennies.
C'est là que le groupe de Jürgen a contribué avec des résultats sur la façon dont l'augmentation du dioxyde de carbone a affecté la photosynthèse au cours du 20e siècle. C'était un roman policier, où le groupe de Jürgen a d'abord dû développer des outils pour détecter les changements de physiologie par une analyse chimique spéciale des molécules de sucre formées lors de la photosynthèse. Ces outils ont été calibrés dans des expériences où la concentration de dioxyde de carbone variait des niveaux passés aux niveaux futurs. Pour tester les réponses sur des décennies, les méthodes ont ensuite été appliquées à des échantillons d'herbier vieux de dix ans et à des morceaux de sucre historiques.
"C'est passionnant de comprendre un peu mieux comment fonctionne le système Terre, et gratifiant de contribuer à la recherche qui soutient les objectifs climatiques plus ambitieux de l'UE, ", explique Jürgen Schleucher.
La publication conclut que les modèles actuels de photosynthèse n'expliquent qu'une partie du puits de carbone terrestre.
"L'absorption de carbone par la végétation terrestre nous a jusqu'à présent fait gagner du temps pour faire face à la crise climatique, mais cette utilisation est susceptible de diminuer à l'avenir, par exemple parce que la hausse des températures peut réduire la photosynthèse. Des réductions d'émissions encore plus fortes seront alors nécessaires pour éviter les pires conséquences, ", explique Jürgen Schleucher.
