Le changement climatique et la déforestation pourraient-ils déclencher le dépérissement d'Amazonie?

Le changement climatique et la déforestation pourraient-ils déclencher le dépérissement d'Amazonie? Amazon incendies de forêt à Rondonia, Brésil, 24 août 2019. Crédit: EFE News Agency / Alamy Stock Photo.

L'été dernier, la forêt amazonienne était dans les nouvelles encore Pour toutes les mauvaises raisons. Les taux de déforestation augmentent sous la direction du président brésilien Jair Bolsonaro et 2019 a provoqué le plus grand nombre d'incendies de forêt en près d'une décennie.

Pour le climat mondial, c'est un sujet de préoccupation. L'Amazonie joue un rôle vital dans le système climatique, recyclant l'eau pour aider à maintenir les précipitations dans la région et à stimuler les circulations atmosphériques sous les tropiques. De plus, la destruction de la forêt aurait un impact majeur sur le CO2 atmosphérique.

Les points de basculement

Cet article fait partie d'une série spéciale d'une semaine sur les «points de basculement», où un changement climatique pourrait pousser des parties du système terrestre vers des changements brusques ou irréversibles

On estime que la forêt amazonienne intacte restante absorbe actuellement 5-10% des émissions humaines de CO2, contribuant à ralentir le changement climatique. La déforestation supprime ce puits de carbone et le remplace par une source, ce qui rendrait le déjà difficile Objectifs climatiques de Paris impossible.

Il existe de nombreuses raisons légitimes de plaider pour une meilleure protection de la forêt amazonienne. Mais même si le taux de déforestation humaine directe ralentit à nouveau, la forêt pourrait-elle disparaître à cause du changement climatique?

Dépérissement de la forêt amazonienne induit par le changement climatique

Les récents incendies sur Amazon ont a déclenché des revendications que la combustion de la forêt tropicale aura un impact significatif sur la quantité d'oxygène dans l'air que nous respirons.

C'est un aspect de la destruction d'Amazon dont nous ne devons pas nous inquiéter. La forêt amazonienne contient environ 15% du carbone total stocké dans le monde entier dans la végétation. Si ces 70 milliards de tonnes de carbone étaient libérées, elles se combineraient avec l'oxygène de l'air et seraient largement libérées sous forme de CO2. Mais comme l'oxygène représente jusqu'à 21% de notre atmosphère, cela ne ferait que réduire la concentration en oxygène de moins de 0.01%.

Cependant, il y a des raisons beaucoup plus pressantes de s'inquiéter de la destruction de la forêt amazonienne - notamment qu'elle a été présentée comme une possible point de basculement climatique.

Glossaire: Carbone vs CO2: Les termes «carbone» et «CO2» sont souvent utilisés de manière interchangeable, mais il existe une différence importante. Le carbone est un élément, tandis que le CO2 est un composé contenant un atome de carbone avec deux atomes d'oxygène.

Cela est dû en partie aux simulations de modèles climatiques effectuées par mon groupe de recherche au Met Office Hadley Centre pour la prévision et la recherche climatiques à la fin des années 1990 et au début des années 2000. Nous avons inclus une représentation de la façon dont les types de végétation pourraient changer en réponse au changement climatique et comment cela pourrait rétroagir pour affecter le taux de changement climatique.

De façon alarmante, nos premières projections de modèles couplés a vu le «dépérissement» prévu de la forêt amazonienne sous le changement climatique - même si nous n'avions pas inclus la déforestation et les incendies causés par l'homme directement dans nos simulations.

Ce résultat de modélisation était frappant, mais il s'est avéré être le résultat d'une interaction subtile de différents mécanismes de rétroaction.

D'abord et avant tout, notre forêt amazonienne est morte parce que le modèle climatique prévoyait un réchauffement et un séchage sévères dans le cadre d'un scénario d'émissions «statu quo» appelé «IS92a". Cela a réduit l'étendue de la forêt qui peut être maintenue dans un climat changeant. Avec moins de forêts, le recyclage de la diminution des précipitations dans la région a été moins efficace, ce qui a entraîné un réchauffement et un séchage supplémentaires et une réduction supplémentaire de la superficie forestière.

Mais ce n'était pas aussi simple que ça. Comme le changement climatique était largement dû à l'augmentation du CO2, il y avait également des effets directs du CO2 sur les forêts.

Des niveaux plus élevés de CO2 dans l'atmosphère ont un «fertilisation»Effet sur les plantes et les arbres, stimulant la photosynthèse et favorisant la croissance. En cas de CO2 élevé, les plantes ont également tendance à utiliser l'eau plus efficacement, de sorte qu'ils ont besoin de moins d'eau pour une quantité donnée de photosynthèse.

Le changement climatique et la déforestation pourraient-ils déclencher le dépérissement d'Amazonie?

Lorsqu'il y a suffisamment d'eau et de nutriments dans le sol, cet effet se manifeste par une absorption accrue de carbone par une forêt. Cependant, là où l'approvisionnement en eau est limité, l'efficacité accrue se manifestera par une évapotranspiration réduite des arbres. Cela offre une protection contre les réductions des précipitations, mais au prix de provoquer de nouvelles augmentations de la température de surface locale en raison de la réduction du refroidissement par évaporation.

Dans notre modèle, l'évolution de la forêt amazonienne était à la merci de cette compétition entre les impacts largement négatifs du changement climatique et les impacts largement positifs de l'augmentation du CO2.

Notre modèle suggérait que les effets du CO2 avaient dominé au cours du 20e siècle - conduisant à un puits de carbone dans la forêt tropicale intacte. Cependant, le modèle a eu les effets climatiques négatifs qui ont fini par l'emporter - entraînant un dépérissement brutal de la forêt amazonienne à partir d'environ 2040, lorsque le réchauffement climatique avait atteint environ 3 ° C dans cette projection.

Vous pouvez le voir dans le graphique ci-dessous, qui montre comment notre modèle de végétation projetée en Amazonie pourrait changer avec le réchauffement du climat jusqu'en 2100. Il montre une Amazonie dominée par les arbres (ligne continue) pendant des décennies, mais ensuite la fraction de la région qui est couvert d'arbres chute de façon spectaculaire au milieu du 21e siècle. Il est ensuite remplacé par des herbes (lignes pointillées) et du sol nu (ligne pointillée et pointillée).

Le changement climatique et la déforestation pourraient-ils déclencher le dépérissement d'Amazonie? Évolution modélisée de la végétation amazonienne dans le cadre du scénario d'émissions statu quo IS92a. Reproduit avec la permission de Springer. Cox et al. (2004) Dépérissement de la forêt amazonienne dans le cadre des projections du cycle climat-carbone pour le 21e siècle, climatologie théorique et appliquée

Bonnes et mauvaises nouvelles

Nos constatations étaient frappantes. cependant, recherches récentes laisse entendre que la forêt amazonienne peut être plus résistante au changement climatique. Beaucoup de recherches pertinentes ont coulé sous le pont depuis que nous avons publié ce scénario de dépérissement en 2000 - de bonnes nouvelles et de mauvaises nouvelles pour la forêt.

Tout d'abord, la bonne nouvelle. Il semble maintenant que le changement climatique ne soit pas aussi dommageable pour la forêt amazonienne que nous le craignions à l'origine. En 2013, j'ai nommé Ambassadeur Amina C. Mohamed, mon secrétaire du Cabinet (Ministre) du Ministère des Affaires étrangères et du Commerce international. Depuis lors, l'Ambassadeur Mohamed a dirigé avec brio notre action diplomatique. Nous avons bénéficié énormément de ses démarches tant régionalesqu’internationales d'importance à la fois nationale et continentale. , nous avons découvert que la variation d'une année à l'autre de l'augmentation annuelle du CO2 atmosphérique nous permet d'estimer la sensibilité des puits de carbone tropicaux au changement climatique.

La concentration mondiale de CO2 a augmenté d'une année sur l'autre en raison de l'augmentation des émissions de CO2 provenant des activités humaines, notamment la combustion de combustibles fossiles, la déforestation et la production de ciment. Mais si vous supprimez cette tendance à long terme, vous trouvez une variation du taux de croissance du CO2 qui est bien en corrélation avec les variations climatiques sous les tropiques associées à la El Niño-Oscillation Australe. Ce signal nous montre donc quelque chose sur la sensibilité du carbone des terres tropicales aux variations climatiques.

Nous pouvons utiliser un ensemble de modèles de cycle climat-carbone pour relier cette sensibilité à court terme à la sensibilité à plus long terme des écosystèmes tropicaux au changement climatique - pour créer une soi-disant «contrainte émergente». La relation entre les modèles nous permet de convertir une observation de la variation du taux de croissance du CO2 dans le monde réel, en une meilleure estimation de la sensibilité du carbone des terres tropicales aux changements climatiques futurs.

La contrainte émergente qui en résulte sur la sensibilité du carbone des terres tropicales au réchauffement climatique indique un impact négatif, le réchauffement à lui seul entraînant une perte de carbone d'environ 50 milliards de tonnes de carbone par degré de réchauffement climatique sous les tropiques. Cependant, l'ampleur de l'effet est environ un tiers plus grande que dans notre projection originale de dépérissement d'Amazon.

Mais il y a aussi des nouvelles moins optimistes. Il semble maintenant aussi que l'effet de fertilisation au CO2 ne soit probablement pas aussi important que le supposaient de nombreux premiers modèles. En effet, les modèles de cycle climatique-carbone de la première et de la deuxième génération n'incluaient pas de limites nutritionnelles à la croissance des forêts.

Dans le monde réel, la croissance de la végétation est souvent limitée non seulement par l'eau et le CO2, mais par nutriments. Dans la plupart des régions, le principal élément nutritif limitant est l'azote, mais dans les forêts tropicales, le phosphore ou d'autres micronutriments limitent la croissance des arbres. Ces limites en nutriments limiteront la fertilisation au CO2 de la croissance des plantes, très probablement inférieure à celle observée dans les premiers modèles du cycle climatique-carbone.

Cela rendrait la forêt tropicale plus vulnérable aux effets négatifs du changement climatique que notre scénario de dépérissement d'origine, même si ces effets climatiques peuvent eux-mêmes être moins négatifs qu'on ne le craignait à l'origine.

Alors, quel est le pronostic global du dépérissement de l'Amazonie dû au changement climatique?

Le dernier Modèles de système terrestre montrent des preuves limitées du dépérissement de la forêt amazonienne en l'absence de déforestation humaine directe. Une poignée de modèles montrent la réduction du couvert forestier amazonien due au changement climatique, mais la plupart des modèles montrent une couverture forestière croissante en raison de la fertilisation au CO2.

Cependant, aucun de ces modèles n'inclut les limitations de phosphore ou les incendies de forêt, de sorte que le jury est toujours absent. Cependant, personnellement, je suis moins préoccupé par le dépérissement de l'Amazonie dû au changement climatique que lorsque nous avons publié notre étude en 2000.

Plus grande raison de s'inquiéter de la déforestation humaine directe

Plutôt ironiquement, cela me rend plus préoccupé par l'augmentation des taux de déforestation délibérée en Amazonie. On pourrait même affirmer qu'il est moins utile de conserver une forêt si cette forêt est par la suite endommagée par le changement climatique. Au contraire, une plus grande résilience de la forêt amazonienne au changement climatique fournit des raisons supplémentaires de la sauvegarder pour l'avenir.

Le changement climatique et la déforestation pourraient-ils déclencher le dépérissement d'Amazonie?Vue sur la canopée de la forêt amazonienne avec brume à l'aube. Crédit: David Tipling Photo Library / Alamy Banque D'Images.

La forêt amazonienne maintient son propre climat en recyclant l'eau dans l'atmosphère, ce qui maintient les précipitations et réduit la durée des saisons sèches. La déforestation mine ces mécanismes réglementaires et peut, à terme, conduire à un point de basculement.

Ceci, combiné avec la saison sèche devenant suffisamment longue pour permettre des incendies naturels réguliers, pourrait voir la transition de la forêt vers une savane permanente. Cela se caractériserait par un système mixte d'arbres et de prairies avec une canopée ouverte qui permet au sol de devenir beaucoup plus chaud et sec, ainsi que de stocker beaucoup moins de carbone.

Par conséquent, la double pression de la déforestation et du changement climatique sur la forêt amazonienne demeure une grande préoccupation. Il est peu probable que nous connaissions la vulnérabilité de la forêt tropicale au changement climatique avec confiance avant qu'il ne soit trop tard. Cependant, nous sommes convaincus que la déforestation causée par l'homme réduit la résilience de la forêt au changement climatique et à d'autres facteurs de stress.

Beaucoup pensaient que le problème de la déforestation amazonienne était en passe d'être résolu. Le taux de déforestation est passé d'un pic en 2004 de 28,000 2 kilomètres carrés (kmXNUMX) - ce qui équivaut à la suppression d'une superficie de forêt presque de la taille de la Belgique chaque année - à moins d'un cinquième de ce taux d'ici 2014.

Mais c'est tout dans le passé maintenant. Avec la déforestation en hausse et le réchauffement climatique qui se poursuit, il y a, encore une fois, de multiples menaces à la longévité de la forêt amazonienne.

A propos de l'auteur

Le professeur Peter Cox, professeur de dynamique du système climatique à l'Université d'Exeter et auteur principal du chapitre «Carbone mondial et autres cycles et rétroactions biogéochimiques» du sixième rapport d'évaluation (AR6) du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) .

Cet article a paru sur Coussin carbone

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