Dans 18 zones de l’Ouest américain, la sensibilité à l’eau des plantes est élevée (>1,5), et le déficit de pression de vapeur augmente plus vite que la moyenne. Comme ces deux facteurs augmentent les risques d’incendie, les chevauchements sont susceptibles d’amplifier l’effet du changement climatique sur les zones brûlées. Crédit : Adapté de Rao et al, 2021, Nature Ecology and Evolution.
Les communautés de l’interface entre les zones urbaines et sauvages de l’Ouest sont en plein essor dans les endroits mêmes où les écosystèmes sont les plus sensibles à la sécheresse, ce qui augmente les risques d’incendie de forêt à l’ère du changement climatique.
Certaines plantes et parcelles de terre résistent mieux que d’autres à la chaleur et aux périodes de sécheresse. Une nouvelle étude de l’Université de Stanford montre que ces différents mécanismes d’adaptation sont étroitement liés aux zones brûlées par les feux de forêt, ce qui augmente les risques à l’ère du changement climatique.
Les résultats, publiés le 7 février 2022 dans Nature Ecology and Evolutionmontrent que des bandes de forêts et d’arbustes dans la plupart des États de l’Ouest sont probablement confrontées à des risques d’incendie plus importants que prévu en raison de la façon dont les écosystèmes locaux utilisent l’eau. Dans les mêmes conditions de sécheresse, une plus grande superficie a tendance à brûler dans ces zones en raison de différences dans au moins une douzaine de caractéristiques des plantes et des sols.
Les auteurs de l’étude ont voulu vérifier une hypothèse souvent répétée, selon laquelle le changement climatique augmenterait le risque d’incendie de forêt de manière uniforme dans l’Ouest. “J’ai demandé si cela était vrai partout, tout le temps, pour tous les différents types de végétation. Nos recherches montrent que ce n’est pas le cas”, a déclaré l’auteur principal Krishna Rao, étudiant en doctorat en science du système terrestre.
Zones à double risque
L’étude arrive alors que l’administration Biden se prépare à lancer un effort de 10 ans et de plusieurs milliards de dollars pour étendre les éclaircies forestières et les brûlages dirigés dans 11 États de l’Ouest.
Des recherches antérieures ont montré que le changement climatique augmente ce que les scientifiques appellent le déficit de pression de vapeur, qui est un indicateur de la quantité d’humidité que l’air peut aspirer du sol et des plantes. Le déficit de pression de vapeur a augmenté au cours des 40 dernières années dans la majeure partie de l’Ouest américain, principalement parce que l’air plus chaud peut contenir plus d’eau. C’est l’un des principaux mécanismes par lesquels le réchauffement climatique augmente les risques d’incendies de forêt.
Dans les zones de transition de l’ouest des États-Unis où les habitations et la nature sauvage se mélangent, la population a augmenté rapidement dans des endroits où la sensibilité des plantes à l’eau entraîne des risques élevés d’incendie de forêt. Crédit : Adapté de Rao et al, 2021, Nature Ecology and Evolution.
La nouvelle analyse, qui provient du laboratoire de l’écohydrologue de Stanford Alexandra Konings, suggère que le déficit de pression de vapeur augmente plus rapidement dans les zones où les plantes sont particulièrement sujettes au dessèchement. La combinaison de plantes très sensibles et sèches et d’une augmentation plus rapide que la moyenne de la sécheresse atmosphérique crée ce que les auteurs appellent des zones à “double danger”.
Les 18 zones à double risque nouvellement identifiées se situent dans des régions qui ont connu une augmentation rapide et disproportionnée de la surface brûlée à chaque augmentation du déficit de pression de vapeur au cours des deux dernières décennies. D’une superficie allant de quelques centaines à près de 50 000 miles carrés, elles sont concentrées dans l’est de l’Oregon, dans le Grand Bassin du Nevada, dans le Mogollon Rim de l’Arizona central et dans la Sierra Nevada du sud de la Californie, où les récents incendies ont détruit des milliers de séquoias géants qui avaient survécu à des incendies pendant des centaines d’années.
Selon les auteurs, les résultats suggèrent que la distribution de la végétation dans l’Ouest – c’est-à-dire la disposition des broussailles, des prairies alpines, des armoises, des forêts de conifères et d’autres communautés végétales de la côte du Pacifique à la frange occidentale des Grandes Plaines – a “amplifié l’effet du changement climatique sur les risques d’incendie” dans la région, plus précisément sur la superficie brûlée.
Les populations de l’interface entre les zones sauvages et urbaines ont augmenté le plus rapidement dans les zones où les caractéristiques locales des plantes et des sols amplifient l’effet du changement climatique sur les risques d’incendie de forêt. Crédit : Adapté de Rao et al, 2021, Nature Ecology and Evolution.
“La Californie et d’autres États occidentaux travaillent dur pour trouver comment s’adapter à l’évolution du paysage des risques d’incendie de forêt, y compris les décisions à long terme autour de questions telles que l’utilisation des terres, la gestion de la végétation, la planification des catastrophes et les assurances”, a déclaré le coauteur de l’étude, Noah Diffenbaugh, professeur de la Fondation Kara J et chercheur principal de la famille Kimmelman à Stanford et chercheur principal à l’Institut Woods de Stanford pour l’environnement. “Cette analyse contient une mine d’informations pour étayer les décisions sur la manière de gérer plus efficacement les risques liés à la pollution atmosphérique.vivre en Occident dans le contexte d’un climat changeant”.
La sensibilité des plantes à l’eau
Les physiologistes et écologistes des plantes, sans oublier les agriculteurs et les jardiniers amateurs, ont compris depuis longtemps que les plantes agissent rarement à l’unisson. “Chaque plante est différente, chaque espèce est différente et la géographie d’un lieu définit la façon dont le niveau d’humidité d’une plante répond aux différentes conditions environnementales”, a expliqué Rao.
Mais les modèles de calcul du risque d’incendie de forêt à l’échelle du paysage ne tiennent généralement pas compte de la diversité des réactions à la sécheresse, “en partie parce que c’est vraiment difficile”, a déclaré M. Konings, qui est l’auteur principal de l’étude et professeur adjoint de science du système terrestre à l’école des sciences de la terre, de l’énergie et de l’environnement de Stanford (Stanford Earth). “Mesurer le degré d’assèchement d’un écosystème demande beaucoup de travail, et il est difficile de le prévoir sans ces mesures directes, car cela dépend du type de sol que vous avez, de la topographie et des types de plantes.”
Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont utilisé des données satellitaires pour créer une nouvelle mesure qu’ils appellent la sensibilité des plantes à l’eau. Elle combine les caractéristiques hydrauliques des plantes et du sol qui affectent la teneur en eau de la végétation, comme la quantité d’eau que le sol peut retenir, la facilité avec laquelle l’eau se déplace dans le sol lorsqu’il est saturé et la profondeur des racines.
Les auteurs ont utilisé l’intelligence artificielle, l’analyse statistique et les données de télédétection par micro-ondes pour montrer que cette mesure de la vulnérabilité locale à l’assèchement face à des précipitations limitées et à une atmosphère aride est étroitement liée à l’augmentation de la surface brûlée par les incendies de forêt dans un climat sec dans les forêts et les zones arbustives. Dans les prairies, ils ont constaté que la superficie annuelle brûlée n’augmentait pas beaucoup avec le déficit de pression de vapeur, ce qui suggère que d’autres facteurs tels que la disponibilité du combustible, les allumages, le stade de croissance des plantes et les vents forts peuvent jouer un rôle plus important. Ils ont ensuite utilisé des données de recensement pour suivre l’augmentation de la population dans les régions vulnérables.
Une croissance disproportionnée
Les causes sous-jacentes des incendies de forêt catastrophiques qui ont ravagé une si grande partie de l’Ouest américain ces dernières années sont complexes. Elles comprennent non seulement le changement climatique, mais aussi des décennies de suppression des incendies et l’augmentation de la population à la périphérie des zones sauvages non développées – une zone de transition parfois appelée interface entre les zones sauvages et urbaines ou WUI.
Rien qu’en Californie, plus de 11 millions des 40 millions de résidents de l’État vivent dans la WUI, qui englobe non seulement des zones densément boisées comme Paradise, une ville du nord de la Californie détruite par le Camp Fire meurtrier de 2018 – mais aussi certaines parties des contreforts côtiers boisés autour de la Silicon Valley, les collines couvertes de broussailles et d’herbe autour de Santa Barbara et de Los Angeles, et les quartiers des collines d’Oakland, à quelques kilomètres à l’est de la baie de San Francisco.
Dans l’ensemble de la WUI, dans les États de l’Ouest et au-delà, les gens sont à l’origine de la grande majorité des incendies qui brûlent ensuite l’abondante végétation et menacent les vies humaines et les structures. Le simple fait d’avoir plus de personnes et de maisons nichées parmi les arbres, le chaparral et les herbes inflammables augmente les risques d’incendie.
Les nouvelles recherches soulignent à quel point le changement climatique amplifie ces risques de manière inégale. Elle montre également que les communautés de l’UIOM sont en plein essor dans les endroits mêmes où les écosystèmes sont les plus sensibles à la sécheresse, avec une augmentation de la population estimée à 1,5 million de personnes entre 1990 et 2010. Selon l’étude, les populations des parties de l’UIOM très sensibles aux plantes et à l’eau ont augmenté 50 % plus vite que l’ensemble de l’interface entre les zones urbaines et sauvages de l’Ouest.
Selon M. Konings, “il est d’autant plus nécessaire de réfléchir à ce que nous pouvons faire pour réduire l’impact des incendies de forêt dans le WUI en général, y compris pour ce sous-groupe de personnes qui se trouvent dans les endroits les plus vulnérables.”
Référence : “Plant-water sensitivity regulates wildfire vulnerability” par Krishna Rao, A. Park Williams, Noah S. Diffenbaugh, Marta Yebra et Alexandra G. Konings, 7 février 2022, Nature Ecology & ; Evolution.
DOI: 10.1038/s41559-021-01654-2
Konings est également professeur adjoint, par courtoisie, de géophysique et boursier du centre, par courtoisie, au Stanford Woods Institute for the Environment. Les coauteurs sont affiliés à l’Université de Californie, Los Angeles ; Columbia University’s Lamont-Doherty Earth Observatory; and the Australian National University, Acton.
The research was funded by the NASA Earth and Space Science Fellowship, the NASA Terrestrial Ecology program, the Stanford Data Science Scholarship, the UPS Endowment Fund at Stanford, the Stanford Sustainability Initiative, Stanford Woods Institute for the Environment, the Zegar Family Foundation, Stanford University and the Australian National University.
