Les chenilles affamées sont un moteur sous-estimé des émissions de carbone.
Une étude menée par l’Université de Cambridge a révélé que des épidémies massives périodiques de chenilles broyeuses de feuilles peuvent améliorer la qualité de l’eau des lacs voisins, mais peuvent également augmenter les émissions de dioxyde de carbone des lacs.
Foyers de chenilles de spongieuses envahissantes, Lymantria dispar dispar, et les mites des chenilles des forêts, Dystrie de Malacasoma se produisent au moins tous les cinq ans dans les forêts tempérées. Les insectes grignotent tellement de feuilles que la diminution de la chute des feuilles et l’augmentation des excréments d’insectes qui en résultent modifient à grande échelle le cycle des nutriments, en particulier du carbone et de l’azote, entre la terre et les lacs voisins.
Les excréments d’insectes riches en azote, appelés excréments, peuvent se répandre dans l’eau du lac et agir comme engrais pour les microbes, qui libèrent ensuite du dioxyde de carbone dans l’atmosphère lors de leur métabolisation. Les chercheurs suggèrent que les années d’épidémie, les grandes quantités d’excréments favoriseront la croissance de bactéries productrices de gaz à effet de serre dans les lacs au détriment des algues qui éliminent le CO2 de l’atmosphère.
Chenilles des forêts sur les arbres à Sudbury, en Ontario. Crédit : John Gunn
«Ces insectes sont essentiellement de petites machines qui convertissent les feuilles riches en carbone en caca riche en azote. Le caca tombe dans les lacs au lieu des feuilles, et cela modifie considérablement la chimie de l’eau – nous pensons que cela augmentera la mesure dans laquelle les lacs sont des sources de gaz à effet de serre », a déclaré le professeur Andrew Tanentzap du département des sciences végétales de l’Université de Cambridge, senior auteur du papier.
L’expansion de l’aire de répartition vers le nord et la croissance accrue des populations d’insectes sont prévues à mesure que le climat change. Cela expose les forêts nordiques à un risque accru d’épidémies de défoliateurs à l’avenir, ce qui pourrait causer de plus grandes quantités de CO2 être libéré des lacs voisins.
Chenilles des forêts sur les arbres à Sudbury, en Ontario. Crédit : John Gunn
Ce déplacement vers le nord est également préoccupant car il y a plus de lacs d’eau douce plus au nord. Et le changement climatique devrait également favoriser les feuillus autour des lacs, ce qui amplifiera l’effet des insectes.
L’étude a révélé qu’au cours des années d’infestation d’insectes, la surface foliaire des forêts était réduite de 22 % en moyenne. Dans le même temps, les lacs voisins contenaient 112 % plus d’azote dissous et 27 % moins de carbone dissous par rapport aux années sans épidémie. Les effets étaient plus importants lorsque les bassins versants des lacs contenaient des proportions plus élevées d’arbres à feuilles caduques, tels que les chênes et les érables, que les chenilles préfèrent aux conifères comme les pins.
Pour obtenir leurs résultats, les chercheurs ont combiné 32 ans de données gouvernementales provenant d’enquêtes sur les épidémies d’insectes et de la chimie de l’eau des lacs dans 12 bassins versants de l’Ontario, au Canada, et des données de télédétection par satellite sur le type de forêt et la couverture foliaire mensuelle. Les résultats sont publiés aujourd’hui dans la revue Communication Nature.
Chenilles des forêts sur les arbres à Sudbury, en Ontario. Crédit : John Gunn
On pense qu’il s’agit de l’étude la plus approfondie jamais entreprise sur l’impact des épidémies d’insectes sur la dynamique du carbone et de l’azote en eau douce. Les études précédentes étaient si petites qu’il a été difficile d’extraire des généralités plus larges.
Une étude précédente de 26 ans sur 266 lacs de l’hémisphère nord a montré que le carbone s’accumule naturellement dans ces eaux lacustres, dans un processus appelé brunissement. La tendance est attribuée à une variété de facteurs, y compris le changement climatique et le rétablissement des acide pluie et activités d’exploitation forestière. La comparaison des nouveaux résultats avec ces données a montré qu’une épidémie de chenilles broyeuses de feuilles peut compenser efficacement l’accumulation de carbone d’une année entière dans les lacs voisins, améliorant considérablement la qualité de l’eau.
Chenilles des forêts sur les arbres à Sudbury, en Ontario. Crédit : John Gunn
Au cours des années sans épidémies d’insectes mangeurs de feuilles, le carbone et l’azote entrant dans les lacs proviennent généralement de la litière de feuilles et d’aiguilles en décomposition, et leur quantité atteint son maximum en automne. Au cours des années d’épidémie, l’étude a révélé que les lacs d’eau douce à proximité contenaient en moyenne 27 % moins de carbone dissous.
« Les épidémies d’insectes mangeurs de feuilles peuvent réduire de près d’un tiers le carbone dissous dans l’eau du lac lorsque les arbres autour du lac sont principalement des feuillus. C’est tout simplement incroyable que ces insectes puissent avoir un effet aussi prononcé sur la qualité de l’eau », a déclaré Sam Woodman, chercheur au Département des sciences végétales de l’Université de Cambridge et premier auteur du rapport.
Il a ajouté : « Du point de vue de la qualité de l’eau, c’est une bonne chose, mais du point de vue climatique, ils sont plutôt mauvais – pourtant, ils ont été complètement ignorés dans les modèles climatiques.
Référence : « Les épidémies de défoliateurs forestiers modifient le cycle des éléments nutritifs dans les eaux nordiques », 3 novembre 2021, Communication Nature.
DOI : 10.1038/s41467-021-26666-1
