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Les forêts anciennes et diversifiées ont une capacité d’absorption du dioxyde de carbone plus stable face aux variations climatiques

Les plantes absorbent le dioxyde de carbone (CO2) présent dans l'atmosphère au travers de la photosynthèse. Une partie est réémise par la respiration des plantes, mais les forêts ont tendance globalement à absorber davantage de CO2 qu'elles n’en libèrent. Cette capacité à agir comme un puits de carbone dépend fondamentalement de leur potentiel à absorber le CO2 par la photosynthèse. Cette capacité photosynthétique, influencée par les variations climatiques, est très fluctuante d’une année à l’autre. Dans une publication parue le 23 janvier 2017 dans la revue Nature Ecology and Evolution, un consortium international de chercheurs intégrant l’Inra démontre que l'effet de la variabilité climatique sur la capacité photosynthétique est atténué dans les forêts anciennes à forte richesse spécifique.

Old forest in Hessen, Germany. © Achim Lueckemeyer, Achim Lueckemeyer (pixelio, www.pixelio.de)
Mis à jour le 20/03/2017
Publié le 20/03/2017

L'absorption totale de dioxyde de carbone par les écosystèmes par la photosynthèse est le flux le plus important dans le cycle du carbone à l’échelle mondiale. L’intensité de cette "pompe naturelle à CO2" définit les concentrations atmosphériques de gaz à effets de serre. Cependant, ce processus essentiel est influencé par la variabilité climatique qui induit des fluctuations annuelles du volume de CO2 absorbé par les forêts. Dès lors, « comprendre les causes des variations annuelles de l’absorption de CO2 par la photosynthèse améliore la compréhension du cycle global du carbone et de sa sensibilité au climat », explique Markus Reichstein, coauteur et directeur de l'Institut Max Planck pour la Biogéochimie à Jena (Allemagne)

À la recherche des facteurs environnementaux qui déterminent l’amplitude de la variabilité interannuelle de la capacité photosynthétique des forêts, une équipe internationale de chercheurs1 pilotée par Talie Musavi (lnstitut Max Planck) a compilé des données issues de 50 forêts réparties dans différentes régions climatiques. Les chercheurs ont combiné diverses sources de données comme les flux de CO2 entre les écosystèmes et l’atmosphère à partir d’un réseau mondial de sites de mesure (FLUX NET / ICOS), des données climatiques, sur la biodiversité, la disponibilité des nutriments, l’âge des forêts ainsi que des données issues d’observations satellitaires. Les chercheurs ont ensuite tenté d’identifier les facteurs principaux qui permettent d’amortir les variations annuelles de la capacité photosynthétique.

Cette variabilité interannuelle est déterminée par le climat, mais son ampleur diminue dans les forêts plus anciennes et qui présentent une plus grande diversité d’essences. Les chercheurs concluent donc que la stabilité de la capacité photosynthétique est principalement contrôlée par l'âge de la forêt et la richesse des espèces. Ce résultat important milite dans le sens d’une préservation des forêts anciennes et leur diversité afin de stabiliser leur rôle dans la régulation des flux de carbone.

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1- Les organismes et laboratoires ayant participé à l’étude : German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) (Allemagne) ; Institute of Special Botany and Functional Biodiversity, University of Leipzig (Allemagne) ; Biometeorology and Soil Physics Group, Faculty of Land and Food Systems, University of British Columbia (Canada) ; University of Antwerpen (Belgique) ; Bioclimatology, Georg-August University of Göttingen (Allemagne) ;Unité mixte de recherche ISPA Inra-Bordeaux Sciences Agro (France) ; Unité mixte de recherche Ecologie Fonctionnelle and Biogéochimie des Sols et Agroécosystèmes, SupAgro-CIRAD-INRA-IRD (France) ; A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences (Russie) ; Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive, CEFE, UMR 5175, CNRS (France) ; Universidade Federal de Lavras (Brésil) ; European Commission, Joint Research Centre, Directorate for Sustainable Resources (Italie) ; Department of Sustainable Agro-Ecosystems and Bioresources, Research and Innovation Center, Fondazione Edmund Mach (Italie) ; Foxlab Joint CNR-FEM Initiative (Italie) ; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (Japon).

Référence scientifique

Talie Musavi, Mirco Migliavacca, Markus Reichstein, Jens Kattge, Christian Wirth, T. Andrew Black, Ivan Janssens, Alexander Knohl, Denis Loustau, Olivier Roupsard, Andrej Varlagin, Serge Rambal, Alessandro Cescatti, Damiano Gianelle, Hiroaki Kondo, Rijan Tamrakar and Miguel D. Mahecha. (2017). Stand age and species richness dampen interannual variation of ecosystem-level photosynthetic capacity. Nature Ecology & Evolution. http://dx.doi.org/10.1038/s41559-016-0048

En savoir +

Le projet Biosphere-Atmosphere Change Index (BACI)

Ces travaux font partie intégrante du projet européen BACI financé dans le cadre du Programme Horizon 2020 de l'Union Européenne. « Le projet vise à intégrer les archives de données de télédétection, mais aussi un large éventail de données sur la biodiversité et des observations à long terme sur le fonctionnement des écosystèmes », explique Miguel Mahecha, coordinateur du projet à l'Institut Max Planck de Biogéochimie. Le projet développe des méthodes et renforce les recherches visant à pour mieux comprendre comment les écosystèmes interagissent avec l'atmosphère.

> http://baci-h2020.eu/index.php/