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L’ère industrielle a modifié le métabolisme des arbres

Un vieux thuya.
On ne peut pas compter sur les arbres pour répondre à la hausse des concentrations atmosphériques de CO2, suggère une étude. Photo: Courtoisie Étienne Boucher
Daniel Blanchette-Pelletier

Ne comptez pas sur les arbres pour absorber davantage de carbone. Selon une étude québécoise, ils pourraient atteindre un niveau de saturation même si les émissions de CO2 dans l'atmosphère continuaient d'augmenter.

« À un certain niveau, la photosynthèse est à son maximum, avance la biologiste Claudie Gigère-Croteau. Même s’il y a plus de CO2 dans l'atmosphère, l’arbre n’est pas en mesure d’en capter plus. »

Dans son projet de recherche à la maîtrise, Claudie Giguère-Croteau s’est intéressée à la réponse des plus vieux arbres boréaux d’Amérique du Nord à l’arrivée de l’ère industrielle. La conclusion a de quoi étonner.

L’augmentation rapide et soutenue des émissions de dioxyde de carbone depuis le milieu du 19e siècle a modifié l'interaction entre les arbres et l’atmosphère.

Les arbres s’alimentent de CO2 pendant la photosynthèse. L’eau du sol est absorbée par les racines, monte dans le tronc, puis est libérée par les stomates, de petits trous sur les feuilles. Au même moment, l’arbre absorbe le dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

« Le ratio entre la quantité de carbone qui rentre et la quantité d’eau qui sort change dramatiquement dans le temps », note le professeur au Département de géographie de l’Université du Québec à Montréal (UQAM) Étienne Boucher, qui a cosigné l’étude. Ils ont besoin de moins d’eau pour stocker la même quantité de carbone.

La hausse des niveaux de CO2 dans l'atmosphère depuis l'époque préindustrielle a donc rendu les arbres plus efficaces pour l'utilisation de l'eau.

« Par contre, ça ne semble pas se traduire par une croissance accrue du tronc ou de la tige », souligne Claudie Gigère-Croteau.

Les arbres ne sont pas en train d’être un puits pour le carbone supplémentaire qu’il y a dans l’atmosphère.

Claudie Giguère-Croteau, biologiste

Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La photosynthèse des vieux thuyas

Deux personnes dans la forêt.L'étude portait sur la réponse des plus vieux arbres boréaux d’Amérique du Nord, les thuyas d'Abitibi-Témiscamingue, à l'ère industrielle. Photo : Courtoisie Étienne Boucher

Les chercheurs québécois ont étudié les plus vieux arbres boréaux d’Amérique du Nord : des cèdres de la forêt d’enseignement et de recherche du lac Duparquet, en Abitibi-Témiscamingue.

« On les regarde et ils ont l’air en fin de vie », souligne Étienne Boucher.

« Ils ont vécu pendant 600 ans en l’absence de perturbation d'origine anthropique et, depuis 150 ans, leur métabolisme s’est totalement transformé », poursuit le chercheur.

On a la preuve sous les yeux qu’un écosystème a changé de fonctionnement métabolique à cause des émissions humaines.

Étienne Boucher, Université du Québec à Montréal

Ce changement s'est fait à un rythme sans précédent, non seulement dans l’histoire de l'arbre, mais aussi dans la littérature publiée, ajoute-t-il.

Claudie Gigère-CroteauLes chercheurs ont prélevé des carottes dans le tronc des arbres pour en étudier la composition isotopique. Photo : Courtoisie Étienne Boucher

Claudie Giguère-Croteau et lui ont mesuré la largeur des cernes de thuyas vieux de plus de 700 ans ainsi que les isotopes de carbone et d’oxygène dans chaque cerne, soit l’équivalent d’un an de vie de l’arbre.

Contrairement à la croyance populaire, la hausse des concentrations atmosphériques de CO2 n’a pas stimulé la croissance des arbres, note Claudie Giguère-Croteau.

« Les arbres ne sont pas en train de croître de façon démesurée. Le CO2 a presque doublé en 150 ans, mais la croissance des arbres n’a pas presque doublé », illustre-t-elle.

Cette transformation dans les échanges gazeux entre les arbres et l’atmosphère remet en question leur capacité à en ingérer davantage, préviennent les chercheurs.

« On ne peut pas compter sur la végétation actuelle pour stocker les tonnes et les tonnes de carbone qu’on émet avec nos usines », explique Étienne Boucher.

« On ne sait pas pendant combien de temps ça va pouvoir continuer, souligne le professeur au Département de géographie de l’UQAM. Mais on suppose qu’un jour il va y avoir une forme de saturation dans la capacité des arbres à trapper du carbone. »

L’étude a d’ailleurs déjà constaté une forme de ralentissement de la réponse métabolique à l’augmentation des teneurs en dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Étienne Boucher craint que les modèles n'aient jusqu’ici surestimé la capacité de la végétation à absorber le carbone atmosphérique, un argument qui déplaît aux climatosceptiques, prend soin de souligner Étienne Boucher.

Flore

Science