De nouvelles recherches menées par la Northern Arizona University montrent que l’augmentation des températures entraîne un déplacement des forêts les plus froides de la planète vers le nord, ce qui suscite des inquiétudes quant à la biodiversité, au risque accru d’incendies de forêt et à l’impact croissant du changement climatique sur les communautés nordiques.
Logan Berner, professeur assistant de recherche à la School of Informatics, Computing, and Cyber Systems (SICCS) et Scott Goetz, professeur des régents et directeur du GEODE Lab, sont les auteurs de l’article “Satellite observations document trends consistent with a boreal forest biome shift”, publié aujourd’hui (24 février 2022) dans Global Change Biology. La forêt boréale est une ceinture de conifères tolérants au froid qui s’étend sur près de 10 000 km dans le nord de l’Amérique du Nord et de l’Eurasie. Elle représente près d’un quart de la superficie forestière de la planète et constitue le biome forestier le plus froid, bien qu’il se réchauffe rapidement.
Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé 40 ans d’observations satellitaires à résolution modérément fine (30 m) et divers ensembles de données géospatiales liées au climat de la forêt boréale et ont évalué où et pourquoi la végétation a verdi et bruni au cours des dernières décennies. Le “verdissement” indique un taux de croissance plus élevé de la végétation, ce qui peut se produire lorsque le réchauffement climatique favorise la croissance des arbres et des arbustes, comme cela a été observé près des limites des arbres arctiques et alpins. Le “brunissement” indique des taux plus faibles de croissance de la végétation et potentiellement la mort de la végétation, comme lorsque des conditions plus chaudes et plus sèches suppriment la croissance des arbres et les tuent.
“Il y a des preuves émergentes que le changement climatique provoque l’expansion des arbres et des arbustes boréaux dans la toundra arctique et alpine, alors que dans le même temps, les arbres deviennent plus stressés et meurent le long des marges méridionales chaudes de la forêt boréale”, a déclaré Berner. “Ces dynamiques pourraient conduire à un déplacement progressif vers le nord de l’étendue géographique du biome de la forêt boréale, mais la mesure dans laquelle ces changements sont déjà en cours est restée peu claire.”
Ce qu’ils ont découvert n’était pas vraiment une surprise. La végétation est devenue plus verte sur une grande partie des marges septentrionales froides de la forêt boréale ; les conditions plus chaudes ont entraîné une croissance accrue de la végétation et ont permis aux arbres et aux arbustes de s’étendre dans la toundra arctique et alpine. À l’inverse, la végétation est devenue plus brune dans certaines parties des marges méridionales chaudes de ce biome, en raison de conditions plus chaudes et plus sèches qui ont augmenté le stress et la mort des arbres. De manière intrigante, Berner a déclaré que la végétation était plus susceptible de devenir plus verte dans les zones à forte teneur en azote du sol, ce qui indique que la disponibilité des nutriments du sol est une contrainte importante sur la réponse de la végétation boréale au changement climatique.
“L’écosystème de la forêt boréale a subi de nombreux changements au cours des dernières décennies, et ces changements sont souvent liés à l’augmentation des perturbations dues au feu”, a déclaré Goetz. “Ici, nous nous sommes intentionnellement concentrés sur des zones qui n’avaient pas été récemment perturbées par le feu afin de pouvoir distinguer l’effet du changement climatique. Nos hypothèses sur ce qui allait se passer ont été vérifiées par cette analyse – les forêts deviennent plus productives dans les zones plus froides du nord et en altitude, et elles deviennent moins productives en raison des masses d’air chaud et du séchage dans les zones plus chaudes et plus au sud. Nous nous attendons à ce que cela continue et s’intensifie probablement dans les années à venir.”
Ce qu’un biome changeant signifie pour la forêt
Les changements dans la végétation pourraient affecter la biodiversité végétale et animale, en particulier des espèces comme le caribou et l’orignal, qui ont des préférences spécifiques en matière de recherche de nourriture (par exemple, les arbustes et les arbres à feuilles caduques). Ces espèces sauvages sont des sources de nourriture essentielles pour les communautés de subsistance de l’écotone boréal-toundra. Les changements dans la végétation le long des marges nord et sud de la forêt boréale auront un impact sur les régimes de feux de forêt, augmentant probablement le risque d’incendies plus graves. Les changements dans la végétation ont également un impact sur la stabilité des sols riches en carbone du pergélisol et sur l’absorption de l’énergie solaire par la surface terrestre, ce qui pourrait accélérer le réchauffement climatique. En outre, l’augmentation de la mortalité des arbres pourrait avoir des répercussions importantes sur les produits forestiers et entraîner une nouvelle dégradation du pergélisol semi-continu et sporadique.
Ces effets futurs ne sont pas limités à la zone géographique autour de la forêt.
“Fondamentalement, les émissions de gaz à effet de serre dues aux activités humaines provoquent un réchauffement du climat de la Terre, qui entraîne à son tour le déplacement de la forêt boréale vers le nord, ainsi que l’impact sur d’autres écosystèmes de la planète”, a déclaré Berner. “Pour minimiser les effets néfastes du changement climatique, il faut s’efforcer de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre, en particulier celles qui sont liées aux activités humaines.à la consommation de combustibles fossiles et à la déforestation. En outre, les communautés nordiques doivent planifier les changements potentiels de la végétation qui pourraient avoir un impact sur la disponibilité des ressources (par exemple, la faune, le bois) et le risque d’incendie de forêt.”
Cette étude fait partie d’une initiative plus large financée par les organismes suivants L’expérience sur la vulnérabilité de l’Arctique et du Boréal de la NASA. (ABoVE) qui comprendra des efforts supplémentaires pour comprendre l’étendue, la nature, la cause et les conséquences d’un changement émergent du biome boréal. Goetz est le responsable scientifique d’ABoVE.
Référence : “Satellite observations document trends consistent with a boreal forest biome shift” par Logan T. Berner et Scott J. Goetz, 24 février 2022, Biologie du changement global.
DOI : 10.1111/gcb.16121
