Atténuation du changement climatique : planter des arbres dans l’Arctique aggrave le réchauffement climatique

La restauration des forêts et la plantation d'arbres constituent une stratégie bien établie pour atténuer le changement climatique. Cependant, l'utilisation de Cette approche dans l’Arctique aggrave le réchauffement et est contre-productive pour l’atténuation du changement climatique. En effet, la couverture forestière réduit l’albédo (ou la réflexion de la lumière du soleil) et augmente l’obscurité de la surface, ce qui entraîne un réchauffement net (car les arbres absorbent plus de chaleur du soleil que la neige). De plus, les activités de plantation d’arbres perturbent également le réservoir de carbone du sol arctique, qui stocke plus de carbone que toutes les plantes sur Terre. Par conséquent, l'approche d'atténuation du changement climatique ne doit pas nécessairement être axée sur le carbone. Le changement climatique concerne le bilan énergétique de la Terre (net de l'énergie solaire restant dans l'atmosphère et de l'énergie solaire quittant l'atmosphère). La quantité de gaz à effet de serre détermine la quantité de chaleur retenue dans l'atmosphère terrestre. Dans les régions arctiques, aux hautes latitudes, l'effet d'albédo (c'est-à-dire la réflexion de la lumière solaire vers l'espace sans qu'elle soit convertie en chaleur) est plus important (que l'effet de serre dû au stockage atmosphérique du carbone) pour le bilan énergétique total. Par conséquent, l'objectif global de ralentissement du changement climatique nécessite une approche holistique.   

Les plantes et les animaux libèrent continuellement du dioxyde de carbone (CO₂) dans l'atmosphère par la respiration. Certains événements naturels comme les incendies de forêt et les éruptions volcaniques libèrent également du CO₂ dans l'atmosphère. Un équilibre dans le CO atmosphérique₂ est maintenue par la séquestration régulière du carbone par les plantes vertes en présence de lumière solaire grâce à la photosynthèse. Cependant, les activités humaines depuis 18^th siècle, en particulier l'extraction et la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel, ont augmenté la concentration de CO atmosphérique.₂.  

Il est intéressant de noter qu’une augmentation de la concentration de CO₂ dans l'atmosphère est connu pour montrer un effet de fertilisation du carbone (c'est-à-dire que les plantes vertes photosynthétisent davantage en réponse à une plus grande quantité de CO₂ dans l'atmosphère). Une bonne partie du puits de carbone terrestre actuel est attribuée à cette photosynthèse mondiale accrue en réponse à l'augmentation du CO₂Entre 1982 et 2020, la photosynthèse mondiale a augmenté d'environ 12 % en réponse à une augmentation de 17 % des concentrations mondiales de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, passant de 360 ​​ppm à 420 ppm.^1,2.  

Il est clair que l'augmentation de la photosynthèse mondiale n'est pas en mesure de séquestrer toutes les émissions de carbone anthropiques depuis le début de l'industrialisation. En conséquence, le dioxyde de carbone atmosphérique (CO₂) a effectivement augmenté d'environ 50 % au cours des deux derniers siècles pour atteindre 422 ppm (en septembre 2024)³ qui représente 150 % de sa valeur en 1750. Étant donné que le dioxyde de carbone (CO₂) est un gaz à effet de serre important, cette augmentation globale significative du CO atmosphérique₂ a contribué au réchauffement climatique et au changement climatique.  

Le changement climatique se manifeste sous la forme de fonte des glaces et des glaciers polaires, de réchauffement des océans, d'élévation du niveau de la mer, d'inondations, de tempêtes catastrophiques, de sécheresses fréquentes et intenses, de pénuries d'eau, de vagues de chaleur, d'incendies graves et d'autres conditions défavorables. Il a de graves conséquences sur la vie et les moyens de subsistance des populations, d'où l'impératif d'atténuation. Par conséquent, pour limiter le réchauffement climatique et l'augmentation de la température à 1.5 °C d'ici la fin de ce siècle, le Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques a reconnu que les émissions mondiales de gaz à effet de serre doivent être réduites de 43 % d’ici 2030 et a appelé les parties à abandonner les combustibles fossiles pour atteindre cet objectif. émissions nettes nettes dès 2050.  

Outre la réduction des émissions de carbone, l’action climatique peut également être soutenue par l’élimination du carbone de l’atmosphère. Toute amélioration de la capture du carbone atmosphérique serait utile.  

La photosynthèse marine par le phytoplancton, le varech et les algues planctoniques dans les océans est responsable d’environ la moitié de la capture du carbone. Il est suggéré que la biotechnologie des microalgues pourrait contribuer à la capture du carbone par la photosynthèse. Inverser la déforestation par la plantation d’arbres et la restauration des terres forestières peut être très utile pour atténuer le changement climatique. Une étude a révélé que l’amélioration de la couverture forestière mondiale pourrait apporter des contributions significatives. Elle a montré que la capacité de la canopée mondiale sous le climat actuel est de 4.4 milliards d’hectares, ce qui signifie qu’une couverture forestière supplémentaire de 0.9 milliard d’hectares (équivalent à une augmentation de 25 % de la superficie forestière) pourrait être créée après exclusion de la couverture existante. Cette couverture forestière supplémentaire, si elle était créée, séquestrerait et stockerait environ 205 gigatonnes de carbone, ce qui représente environ 25 % du réservoir actuel de carbone atmosphérique. La restauration des forêts mondiales est également un impératif car un changement climatique ininterrompu entraînerait une réduction d’environ 223 millions d’hectares de couverture forestière (principalement dans les zones tropicales) et une perte de biodiversité associée d’ici 2050^4,5. 

Plantation d'arbres dans la région arctique  

La région arctique désigne la partie septentrionale de la Terre située au-dessus de la latitude 66° 33′ N, dans le cercle polaire arctique. Une grande partie de cette région (environ 60 %) est occupée par l'océan Arctique recouvert de glace de mer. La masse continentale arctique est située autour des marges sud de l'océan Arctique qui abritent la toundra ou la forêt boréale du nord.  

Les forêts boréales (ou taïga) sont situées au sud du cercle polaire arctique et sont caractérisées par des forêts de conifères composées principalement de pins, d'épicéas et de mélèzes. Elles connaissent des hivers longs et froids et des étés courts et humides. On y trouve une prédominance d'arbres conifères (pins, épicéas et sapins) résistants au froid, à feuilles persistantes et à cônes, qui conservent leurs feuilles en forme d'aiguilles toute l'année. Comparées aux forêts tempérées et aux forêts tropicales humides, les forêts boréales ont une productivité primaire plus faible, une diversité d'espèces végétales moindre et une structure forestière en couches manquantes. En revanche, la toundra arctique est située au nord des forêts boréales dans les régions arctiques de l'hémisphère nord, où le sous-sol est gelé en permanence. Cette région est beaucoup plus froide, avec des températures moyennes hivernales et estivales de l'ordre de -34°C et de 3°C à 12°C respectivement. Le sous-sol est gelé en permanence (pergélisol), ce qui fait que les racines des plantes ne peuvent pas pénétrer profondément dans le sol et que les plantes sont proches du sol. La toundra présente une productivité primaire très faible, une faible diversité d’espèces et une courte saison de croissance de 10 semaines, pendant laquelle les plantes poussent rapidement en réponse à la longue lumière du jour.  

La croissance des arbres dans les régions arctiques est affectée par le pergélisol, car l'eau gelée sous la surface limite la croissance des racines profondes. La majeure partie de la toundra est recouverte de pergélisol continu, tandis que les forêts boréales existent dans des zones où il y a peu ou pas de pergélisol. Cependant, le pergélisol arctique n'est pas épargné.  

À mesure que le climat arctique se réchauffe (ce qui se produit deux fois plus vite que la moyenne mondiale), la fonte et la perte du pergélisol qui en résulteraient amélioreraient la survie des jeunes pousses d’arbres. On a constaté que la présence d’un couvert arbustif était positivement associée à la survie et à la croissance ultérieures des jeunes pousses en arbres. La composition des espèces et le fonctionnement des écosystèmes de la région connaissent des changements rapides. À mesure que le climat se réchauffe et que le pergélisol se dégrade, la végétation pourrait passer d’un arctique sans arbres à une végétation dominée par les arbres à l’avenir.⁶.  

Le déplacement de la végétation vers un paysage arctique dominé par les arbres réduirait-il le CO atmosphérique ?₂ grâce à une photosynthèse améliorée et à une atténuation du changement climatique ? La région arctique pourrait-elle être considérée comme une région boisée pour éliminer le CO atmosphérique ?₂Dans les deux cas, le pergélisol arctique devrait d'abord fondre ou se dégrader pour permettre la croissance des arbres. Cependant, le dégel du pergélisol libère du méthane dans l'atmosphère, un puissant gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique. La libération de méthane par le pergélisol contribue également aux incendies de forêt massifs dans la région.  

Quant à la stratégie d’élimination du CO atmosphérique₂ grâce à la photosynthèse par reboisement ou plantation d'arbres dans la région arctique et à l'atténuation conséquente du réchauffement et du changement climatique, les chercheurs⁷ Cette approche s’est révélée inadaptée à la région et contre-productive pour l’atténuation du changement climatique. En effet, la couverture forestière réduit l’albédo (ou la réflexion de la lumière du soleil) et augmente l’obscurité de la surface, ce qui entraîne un réchauffement net, car les arbres absorbent plus de chaleur du soleil que la neige. De plus, les activités de plantation d’arbres perturbent également le réservoir de carbone du sol arctique, qui stocke plus de carbone que toutes les plantes sur Terre.  

Par conséquent, l'approche d'atténuation du changement climatique ne doit pas nécessairement être axée sur le carbone. Le changement climatique concerne le bilan énergétique de la Terre (net de l'énergie solaire restant dans l'atmosphère et de l'énergie solaire quittant l'atmosphère). Les gaz à effet de serre déterminent la quantité de chaleur retenue dans l'atmosphère terrestre. Dans les régions arctiques à hautes latitudes, l'effet d'albédo (c'est-à-dire la réflexion de la lumière solaire vers l'espace sans qu'elle soit convertie en chaleur) est plus important (que le stockage atmosphérique du carbone) pour le bilan énergétique total. Par conséquent, l'objectif global de ralentissement du changement climatique nécessite une approche holistique.  

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Références:  

1. Keenan, TF, et al. Une contrainte sur la croissance historique de la photosynthèse mondiale en raison de l'augmentation du CO2. Nat. Clim. Chang. 13, 1376–1381 (2023). DOI : https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2 

2. Berkeley Lab. News – Les plantes nous permettent de ralentir le changement climatique, mais pas suffisamment pour l’arrêter. Disponible sur https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/ 

3. NASA. Dioxyde de carbone. Disponible sur https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. Bastin, Jean-François et al. 2019. Le potentiel mondial de restauration des arbres. Science. 5 juillet 2019. Vol 365, numéro 6448 pp. 76-79. DOI : https://doi.org/10.1126/science.aax0848 

5. Chazdon R. et Brancalion P., 2019. La restauration des forêts comme moyen d'atteindre de nombreuses fins. Science. 5 juillet 2019 Vol 365, numéro 6448 pp. 24-25. DOI : https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

6. Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. et al. Les arbustes et le pergélisol dégradé ouvrent la voie à l'établissement d'arbres dans les tourbières subarctiques. Écosystèmes 24, 370–383 (2021).  https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6 

7. Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC et al. La plantation d'arbres n'est pas une solution climatique aux hautes latitudes nordiques. Nat. Geosci. 17, 1087–1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4  

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