Biomasse et carbone dans l’Arctique et le boréal : nouvelles cartes pour l’Alaska et le Canada

Dans l’extrême Nord, le changement climatique n’est plus une alerte lointaine. Il transforme déjà les paysages.

En Alaska comme au Canada, les zones arctiques et boréales se réchauffent jusqu’à quatre fois plus vite que la moyenne mondiale.

Cette accélération met une pression considérable sur des écosystèmes qui, pendant longtemps, ont contribué à freiner le changement climatique en retirant du dioxyde de carbone de l’atmosphère et en le stockant dans les arbres, les arbustes et les sols.

Quand les forêts cessent d’aider

Le problème, c’est que ces écosystèmes ne restent pas forcément bénéfiques lorsqu’ils sont soumis à des contraintes.

À mesure que les feux de forêt gagnent en intensité, que les sécheresses se multiplient et que d’autres perturbations s’étendent, certaines régions nordiques pourraient commencer à renvoyer du carbone dans l’atmosphère au lieu de le piéger.

Quand cela se produit, la stabilisation de l’ensemble du système climatique devient plus difficile.

C’est pour cette raison que les scientifiques s’intéressent autant à la biomasse, c’est-à-dire la quantité totale de matière végétale vivante présente dans ces paysages.

Estimer le stockage de carbone dans les forêts

La biomasse fait partie des indicateurs les plus parlants pour évaluer combien de carbone les écosystèmes nordiques emmagasinent - ou perdent. Mais obtenir des mesures fiables est bien plus complexe qu’il n’y paraît.

Deux nouvelles études dirigées par des chercheurs de l’Université de l’Utah, Wanwan Liang et Jon Wang, cherchent justement à clarifier la situation.

La première passe en revue les nombreux jeux de données de biomasse fondés sur l’observation par satellite déjà utilisés et montre qu’ils ne racontent pas toujours la même histoire.

La seconde présente une nouvelle carte qui suit la biomasse dans l’Arctique et le Nord boréal de l’Amérique du Nord sur près de 40 ans, avec un niveau de détail nettement supérieur aux approches précédentes.

Ensemble, ces travaux posent au fond une question simple : si le Nord évolue aussi vite, mesure-t-on au moins ces changements correctement ?

Trop de cartes, trop de réponses

Le premier article s’attaque à un point auquel beaucoup de non-spécialistes ne pensent jamais.

Aujourd’hui, il existe une multitude de jeux de données de télédétection pour les forêts arctiques et boréales - mais l’abondance ne garantit pas la qualité.

« Il y a tellement de jeux de données disponibles maintenant, mais très peu d’indications pour aider les utilisateurs à choisir », a déclaré Liang.

« Deux cartes peuvent donner des estimations complètement différentes pour une même région et, si vous n’êtes pas expert, il est vraiment difficile de savoir laquelle croire », a ajouté Wang.

Les chercheurs ont donc comparé neuf jeux de données de biomasse à l’échelle de l’Amérique du Nord arctique et boréale. Plutôt que de désigner un vainqueur universel, ils ont voulu déterminer quels jeux de données sont les plus adaptés selon l’usage.

Certains peuvent mieux convenir au suivi des dommages liés aux feux de forêt. D’autres peuvent se révéler plus robustes pour estimer des bilans carbone à grande échelle.

« C’est davantage un guide », a expliqué Wang. « Des cartes différentes sont meilleures pour des objectifs différents. »

Une image bien plus précise

La deuxième étude va plus loin en construisant un nouveau jeu de données de biomasse à partir de zéro.

Liang a piloté l’élaboration de cette carte en combinant des images satellites Landsat, des données LiDAR aéroportées et des inventaires forestiers provenant des services forestiers des États-Unis et du Canada.

Le résultat : un ensemble de données qui suit, année après année, la biomasse aérienne de 1984 à aujourd’hui. La résolution atteint 30 mètres, soit environ la surface d’un terrain de baseball.

Avec un tel niveau de détail, les chercheurs peuvent désormais repérer non seulement les grandes perturbations comme les feux de forêt, mais aussi des évolutions plus discrètes, comme l’exploitation forestière, la conversion des terres et des changements de végétation très localisés.

« Tout ce qui se passe à 30 mètres ou plus, nous pouvons le détecter », a déclaré Liang.

Surtout, les écosystèmes nordiques ne se transforment pas de manière uniforme. Une carte plus fine permet d’observer ces évolutions au fil du temps, plutôt que de les lisser dans une moyenne trop générale.

Une idée encourageante, avec une limite

Pendant des années, une hypothèse plutôt optimiste a circulé en science du climat : la hausse des températures dans le Nord pourrait favoriser la croissance des forêts et augmenter l’absorption de carbone, compensant en partie les émissions liées aux énergies fossiles.

Mais, selon Wang, les éléments disponibles sont loin d’être aussi simples.

« Il y a eu cette idée que les forêts du Nord continueront simplement à absorber davantage de carbone à mesure que le climat se réchauffe », a-t-il déclaré. « Mais nous ne savons pas vraiment si c’est vrai. »

Oui, le réchauffement peut parfois accélérer la croissance des plantes. Mais il peut aussi accroître le stress hydrique, alimenter des incendies plus étendus et favoriser des pullulations d’insectes qui tuent les arbres.

Une fois ces arbres morts, ils n’absorbent plus de carbone. Et lorsqu’ils se décomposent ou brûlent, ils relâchent du carbone dans l’air.

La question centrale n’est donc pas seulement de savoir si la végétation nordique croît, mais si, globalement, le Nord devient un puits de carbone plus puissant - ou si ce puits s’affaiblit.

Pourquoi de meilleurs chiffres comptent

Les gouvernements s’appuient sur des estimations de carbone pour orienter les politiques climatiques et déclarer les inventaires de gaz à effet de serre. Dans des pays comme le Canada, ces chiffres influencent la façon dont les objectifs d’émissions sont définis et évalués.

Si les jeux de données de biomasse ne concordent pas, l’incertitude ne reste pas cantonnée aux laboratoires : elle se répercute sur les décisions publiques.

« Quand des jeux de données différents donnent des réponses différentes, cela crée beaucoup d’incertitude », a déclaré Wang. « Et cela rend la prise de décision plus difficile. »

Il existe aussi des usages plus immédiats. Des cartes de biomasse à haute résolution peuvent aider à estimer la quantité de carbone susceptible d’être perdue lors d’un feu de forêt, à repérer les zones particulièrement vulnérables et à appuyer une meilleure planification de l’utilisation des terres.

Garder les données publiques

À une période où certaines données liées au carbone se retrouvent de plus en plus enfermées dans des systèmes privés, Liang et Wang expliquent vouloir rendre ces outils transparents et accessibles.

« C’est une science financée par les contribuables », a déclaré Wang. « Nous voulons que les gens puissent l’utiliser. »

L’Arctique et le Nord boréal évoluent rapidement, et les enjeux sont majeurs. Si ces paysages passent de puits de carbone à sources de carbone, le monde doit le savoir aussi clairement et aussi vite que possible.

Mais avant de répondre aux grandes questions climatiques, les scientifiques doivent s’assurer qu’ils mesurent correctement les forêts.

C’est l’objectif de ces recherches : pas seulement davantage de données, mais de meilleures données, à un moment où il est plus important que jamais de raconter les faits avec justesse.

Ces études sont publiées dans les revues Lettres de recherche environnementale et Télédétection de l’environnement.