"Planter un arbre" semble être la réponse incontournable aux préoccupations liées au changement climatique de nos jours. En réservant une voiture de location en ligne récemment, on m'a demandé de cocher une case pour planter un arbre afin de compenser les émissions de dioxyde de carbone anticipées de ma voiture. En 2020, le gouverneur de mon État, l'Indiana, a lancé une initiative pour en planter un million d'ici cinq ans, et l'État en est au quart du chemin.

La principale raison de ce zèle arboricole est de capitaliser sur le pouvoir des arbres pour éliminer l'excès de dioxyde de carbone de l'atmosphère et le transformer en bois, emprisonnant le carbone en toute sécurité pendant des décennies, voire des siècles.

C'est la théorie, de toute façon.

Le problème est que le sort du carbone stocké dans les arbres est confronté à de nombreux défis. Les vagues de chaleur, l'exploitation forestière, les ravageurs et les incendies de forêt peuvent tous détruire les arbres et libérer à nouveau ce carbone. Et la plupart des mesures du carbone stocké dans la biomasse ligneuse des forêts ne remontent qu'à quelques décennies.

Je dirige le projet PalEON, une initiative financée par la National Science Foundation qui s'efforce de reconstituer l'évolution de la quantité de carbone stockée dans les arbres américains au cours des 10 000 dernières années.

Notre nouvelle reconstruction révèle en détail comment les forêts du Haut-Midwest ont gagné près d'un milliard de tonnes de carbone au cours des 8 000 dernières années, doublant leur stockage de carbone. Et puis, en l'espace de seulement 150 ans, presque tout ce gain a disparu dans l'atmosphère.

Les résultats offrent des enseignements pour aujourd'hui, notamment sur le rôle démesuré que peuvent jouer quelques espèces d'arbres, le comportement humain et le changement climatique.

Comment les forêts ont gagné, puis perdu, un milliard de tonnes de carbone

Notre histoire forestière commence il y a 10 000 ans, après que l'immense calotte glaciaire laurentidienne qui couvrait autrefois une grande partie de l'Amérique du Nord se soit retirée du haut Midwest - ce qui est aujourd'hui le Michigan, le Wisconsin, le Minnesota et les bords nord de l'Illinois et de l'Indiana. Au cours de cette première période de réchauffement naturel, les forêts d'arbres à aiguilles de la période glaciaire ont diminué et ont été remplacées par de nouvelles espèces d'arbres se propageant lentement vers le nord à partir des refuges du sud.

La croissance des forêts a augmenté et diminué au cours des milliers d'années qui ont suivi, alors que le climat traversait des périodes chaudes et froides, que la fréquence et l'intensité des incendies de forêt changeaient et que les stratégies de gestion des terres des Amérindiens changeaient.

Des études antérieures supposaient que la quantité de biomasse ligneuse - le carbone stocké dans les arbres - avait été relativement stable au cours des millénaires avant l'ère industrielle. Au lieu de cela, nous avons été surpris de constater que les forêts du Haut-Midwest avaient régulièrement accumulé du carbone pendant 8 000 ans avant que les colons euro-américains ne commencent à défricher de vastes étendues de forêt.

Dans une grande partie de la région, les forêts étaient devenues dominées par des espèces à longue durée de vie qui pouvaient stocker beaucoup de carbone sous forme de biomasse. Deux de ces essences se démarquent :le hêtre d'Amérique et la pruche du Canada.

Histoire dans un grain de pollen

Nous en savons beaucoup grâce à de minuscules grains de pollen ancien et au Public Land Survey, une collection d'enquêtes forestières très détaillées menées par des entrepreneurs gouvernementaux au milieu des années 1800, peu de temps avant le début du défrichage.

Chaque année, les arbres libèrent du pollen, et une partie de ce pollen tombe dans les lacs, où il s'enfonce dans la boue et se fossilise. Les scientifiques peuvent étudier le pollen fossilisé dans des coupes transversales de sédiments de fond de lac pour déterminer son âge et les types d'arbres qui poussaient à l'époque. Si un incendie majeur survenait, des changements brusques dans les types de pollen dans les sédiments le révéleraient.

Dans une étude récemment publiée dans la revue Science , Ann Raiho et d'autres membres de PalEON ont cartographié les changements de biomasse dans le Haut-Midwest à l'aide d'un modèle statistique sophistiqué basé sur le pollen fossile trouvé dans les sédiments d'un réseau de lacs. Le cadastre public servait en quelque sorte de pierre de Rosette. L'enquête a lié la végétation des années 1800 aux échantillons de pollen fossile, ce qui nous a permis de calibrer les niveaux de pollen avec la quantité de biomasse ligneuse.

Leçons tirées de 10 000 ans de croissance et de déclin des forêts

Nos cartes de l'accumulation passée de la biomasse donnent des raisons d'être optimiste quant à la capacité des forêts à stocker durablement du carbone pendant de longues périodes, mais aussi deux avertissements.

Le point de vue optimiste est que lorsque les forêts dominées par des espèces anciennes comme le hêtre d'Amérique et la pruche de l'Est se sont développées, les forêts ont stocké de grandes quantités de carbone dans la biomasse ligneuse pendant des millénaires. Ces deux espèces ont contribué de manière substantielle au stockage du carbone, en particulier dans les parties centrales et orientales plus humides de la région.

Le premier avertissement est que les forêts de la partie ouest plus sèche de notre zone d'étude ont diminué lorsque le climat est devenu plus chaud et plus sec.

Le deuxième avertissement est que les progrès peuvent rapidement s'essouffler. Bien que les forêts du Haut-Midwest aient stocké près d'un milliard de tonnes de carbone de plus qu'elles n'en ont perdu au cours des 8 000 dernières années, cette accumulation est retournée dans l'atmosphère en peu de temps en raison de l'exploitation forestière et de l'agriculture. Nous avons constaté que le taux de déclin de la biomasse ligneuse au cours des 150 dernières années était 10 fois plus élevé qu'au cours de tout autre siècle en 10 000 ans.

Regarder vers l'avenir

Alors, qu'est-ce que cela signifie pour les efforts de plantation d'arbres aujourd'hui ?

Si l'arbre de ma voiture de location se trouvait être un hêtre américain, et s'il était autorisé à mûrir et à se propager dans une forêt ancienne du Haut-Midwest, alors les futures forêts pourraient reproduire les processus qui ont stocké du carbone pendant des milliers d'années.

Mais cet avenir suppose que la sécheresse, les ravageurs et les incendies de forêt associés à un réchauffement climatique rapide n'annulent pas ces efforts. Une étude récente a suggéré que les forêts du monde entier pourraient perdre leur résilience face au réchauffement climatique.

La capacité des arbres anciens à stocker le carbone peut également être compromise par d'autres menaces qui peuvent être exacerbées par le changement climatique. Par exemple, la maladie de l'écorce du hêtre affaiblit les arbres, permettant aux champignons de les tuer. Elle menace désormais les populations de hêtres du Haut-Midwest.

Enfin, les communautés devront équilibrer la valeur du carbone séquestré dans les forêts anciennes avec d'autres priorités.

Du point de vue de la conservation, les forêts anciennes de hêtres et de pruches à forte biomasse et les savanes de chênes à faible biomasse étaient des éléments importants de la végétation du Midwest au cours des 10 000 dernières années. Cependant, les forêts de chênes ouverts sont désormais menacées et les pratiques nécessaires à leur rétablissement, comme les brûlages contrôlés, sont conçues pour éloigner les espèces concurrentes, y compris le hêtre américain.

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Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine.