Sans eau, les forêts arrêtent de capter du CO₂

Les forêts jouent un rôle clé dans la lutte contre le changement climatique en capturant environ un quart du CO₂ émis par les activités humaines, soit près d’un quart des émissions mondiales.

Ce phénomène s’explique par la photosynthèse, un processus naturel où les arbres absorbent le CO₂ de l’air pour produire des sucres, essentiels à leur croissance.

Cependant, ce mécanisme est extrêmement gourmand en eau : pour chaque molécule de CO₂ absorbée, une feuille d’arbre libère en moyenne 400 molécules d’eau dans l’atmosphère.

Cette perte d’eau, appelée transpiration, est vitale pour le transport de l’eau depuis les racines jusqu’aux feuilles, mais elle rend les forêts vulnérables en période de sécheresse.

Les feuilles des arbres sont recouvertes de minuscules pores appelés stomates, qui s’ouvrent et se ferment pour réguler les échanges gazeux.

Ces stomates permettent l’entrée du CO₂ dans la feuille, nécessaire à la photosynthèse, mais entraînent aussi une perte d’eau par évaporation.

En situation normale, ce système fonctionne de manière équilibrée.

Cependant, lors d’une sécheresse, les arbres doivent choisir entre maintenir leur activité photosynthétique ou préserver leur réserve d’eau pour éviter la déshydratation.

Ils optent généralement pour la fermeture des stomates, ce qui stoppe la photosynthèse et réduit leur capacité à capter le CO₂.

Pour acheminer l’eau des racines jusqu’aux feuilles, les arbres utilisent un système hydraulique basé sur l’évaporation de l’eau au niveau des stomates.

Ce mécanisme, appelé tension-cohésion, crée une tension qui « tire » l’eau vers le haut, comme une paille géante.

Cependant, cette tension peut devenir si intense qu’elle provoque la formation de bulles d’air dans les vaisseaux conducteurs d’eau, un phénomène appelé cavitation.

Ces bulles bloquent la circulation de l’eau, entraînant un dessèchement irréversible des feuilles et, à terme, la mort de l’arbre.

Ce risque est accru lors des sécheresses extrêmes, combinées à des vagues de chaleur.

En période de sécheresse, les arbres sont confrontés à un dilemme : fermer leurs stomates pour économiser l’eau et éviter la cavitation, ou les maintenir ouverts pour continuer à capter du CO₂ et produire des sucres.

Les espèces les plus vulnérables, comme le bouleau, ferment leurs stomates plus tôt pour préserver leur système hydraulique, tandis que des espèces plus résistantes, comme le chêne vert, peuvent maintenir une activité photosynthétique plus longtemps.

Cependant, toutes les forêts du monde restent vulnérables à une augmentation des sécheresses, car même après la fermeture des stomates, des pertes d’eau résiduelles peuvent survenir, menant à la mort des arbres.

Lorsqu’une forêt subit une sécheresse prolongée, elle peut cesser d’être un puits de carbone pour devenir une source d’émissions de CO₂.

Cela s’explique par deux mécanismes : d’abord, les arbres consomment les sucres produits par la photosynthèse pour leur métabolisme, libérant du CO₂ ; ensuite, les arbres morts lors de la sécheresse libèrent le carbone qu’ils avaient stocké pendant leur vie.

Ces deux processus peuvent inverser le rôle des forêts, qui passent alors d’un rôle d’absorption à un rôle d’émission de CO₂.

Ce phénomène est amplifié par certaines pratiques d’exploitation forestière intensive.

L’augmentation de la concentration en CO₂ dans l’atmosphère pourrait théoriquement favoriser la croissance des arbres en stimulant la photosynthèse.

Cependant, le changement climatique s’accompagne aussi de sécheresses plus intenses et plus fréquentes, qui privent les arbres de l’eau nécessaire à leur survie.

De plus, un taux élevé de CO₂ réduit l’ouverture des stomates, limitant la transpiration des arbres.

Cela diminue le recyclage des eaux de pluie par les forêts, car jusqu’à 50 % des précipitations en Amazonie occidentale proviennent de l’eau transpirée par les forêts de l’est.

Une réduction de la transpiration pourrait donc perturber le cycle de l’eau et menacer la stabilité des écosystèmes forestiers.

Toutes les forêts du monde sont vulnérables à l’augmentation des sécheresses, même celles adaptées à des conditions arides.

Les arbres fonctionnent en effet à la limite de leur capacité à résister à l’embolie, et des sécheresses dépassant leurs conditions de référence peuvent entraîner des pertes d’eau résiduelles, une chute des feuilles, une embolie et finalement la mort des arbres.

Cette vulnérabilité est renforcée par le fait que les sécheresses atmosphériques (liées à la hausse des températures) et les sécheresses du sol (liées au manque de pluie) se combinent pour aggraver la situation.

Les forêts, bien que cruciales pour atténuer le changement climatique, pourraient ainsi devenir des acteurs de son amplification.