L'idée que les forêts créent de la pluie est connue des paysans depuis des centaines, voire des milliers d'années. Les premières études scientifiques remontent à Alexander von Humboldt (1769-1859), mais le sujet reste controversé. Néanmoins, nous commençons à comprendre les interactions profondes et complexes entre l'atmosphère et la biosphère. Elles forment un véritable "holobiont", un système d'éléments connectés qui s'influencent mutuellement de manière non linéaire. Un article récent publié par un groupe de recherche dirigé par Anastassia Makarieva montre comment l'évapotranspiration, c'est-à-dire l'évaporation de l'eau par les arbres, modifie la dynamique de la vapeur d'eau et peut générer des régimes à forte teneur en humidité qui fournissent la pluie nécessaire à l'écosystème terrestre. Il reste encore beaucoup à comprendre sur ces mécanismes, mais un point est clair : les forêts sont un élément crucial de la stabilité du climat de la Terre, et elles doivent être préservées autant que possible (U.B.).

Voici le communiqué de presse relatif à cette nouvelle étude. Le texte complet est disponible ici.

Transpiration des forêts et cycle de l'eau terrestre : Une relation non triviale

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Alors que la pénurie d'eau s'accentue à l'échelle mondiale et que la déforestation menace les dernières forêts naturelles, il devient de plus en plus important de comprendre l'impact de la végétation sur le cycle de l'eau.  Dans leur nouvel article intitulé "The role of ecosystem transpiration in creating alternate moisture regimes by influencing atmospheric moisture convergence" et publié dans Global Change Biology, une équipe internationale et interdisciplinaire dirigée par la TUM a démontré l'existence de deux régimes d'humidité potentiels : l'un plus sec, où l'humidité supplémentaire diminue l'importation d'humidité atmosphérique, et l'autre plus humide, où l'humidité supplémentaire augmente l'importation d'humidité atmosphérique. Dans le régime plus sec, la vapeur d'eau se comporte comme un traceur passif qui suit le flux d'air. Dans le régime plus humide, elle modifie la dynamique atmosphérique.

L'équipe a basé son analyse sur la dépendance non linéaire précédemment établie des précipitations par rapport à la teneur en eau de l'atmosphère - l'augmentation de l'humidité absolue entraîne un accroissement négligeable des précipitations si l'atmosphère est sèche, mais un accroissement important lorsque l'atmosphère est suffisamment humide. En combinant cette dépendance avec une prise en compte complète du bilan hydrique, les chercheurs ont montré qu'une augmentation des précipitations dans des conditions humides, facilitée par une évapotranspiration accrue, devrait conduire à une augmentation de l'importation d'humidité. Ils ont illustré ces modèles à l'aide de données provenant du bassin de l'Amazone et du plateau de Loess en Chine.

Anja Rammig (École des sciences de la vie de la TUM et auteur de l'étude) considère que ces résultats ont de profondes implications pour les études en cours sur la résilience de la forêt amazonienne face au danger de la déforestation et du changement climatique. Scott Saleska (Université de l'Arizona, auteur de l'étude) estime que les nouveaux résultats sont en accord avec le rôle profond de la phénologie des feuilles dans la forêt amazonienne pour la régulation du cycle de l'eau. En provoquant une baisse de l'évapotranspiration de la forêt, la déforestation peut déshumidifier l'atmosphère et donc entraîner la forêt dans un régime plus sec où la transpiration de la végétation renaissante aggraverait encore l'aridité en diminuant l'importation d'humidité. Il pourrait être impossible de sortir de ce piège paysager. Ruben Molina (Université d'Antioquia, Colombie, auteur de l'étude) espère que les résultats de l'étude sensibiliseront à l'importance de la conservation des forêts tropicales.

Andrei Nefiodov (Institut de physique nucléaire de Pétersbourg, Russie), qui a participé à l'étude, déclare que les nouveaux résultats corroborent le concept de pompe biotique de l'humidité atmosphérique, qui souligne le rôle dominant des forêts naturelles dans le transport de l'humidité vers l'intérieur des terres. Antonio Nobre (INPE, Brésil, auteur de l'étude) compare ce pompage biotique de l'humidité à un cœur qui bat, et souligne la bonne nouvelle : même dans les terres arides, la restauration de la végétation devrait permettre d'améliorer la convergence de l'humidité atmosphérique et l'écoulement des cours d'eau. Pour y parvenir, la stratégie de restauration écologique doit être soigneusement conçue pour guider la transition de l'écosystème d'un régime sec à un régime humide.

"Je pense que la végétation naturelle sera la meilleure pour maintenir un environnement humide et productif, car ces systèmes ont permis au monde de rester vert et productif bien avant que l'homme ne s'en mêle", souligne le Dr Douglas Sheil (Université de Wageningen, auteur), qui a collaboré à la recherche. "Nous devons tenir compte des relations holobiontiques entre tous les éléments de l'écosystème qui permettent une régulation efficace du cycle de l'eau", ajoute un autre auteur, le Dr Ugo Bardi (Club de Rome, Université de Florence).

Anastassia Makarieva (Institute for Advanced Study, TUM, auteur principal) souligne la nécessité d'une large coopération internationale dans l'étude de l'écologie du cycle de l'eau : "Nous avons montré que la dépendance non linéaire des précipitations par rapport à la teneur en eau de l'atmosphère, constatée pour la première fois par notre co-auteur, le Dr Mara Baudena (CNR-ISAC, Italie) et ses collègues, a des implications très étendues. Les flux d'eau atmosphérique ne connaissent pas les frontières internationales, de sorte que la déforestation qui perturbe l'évapotranspiration dans une région pourrait déclencher une transition vers un régime plus sec dans une autre. Nos résultats indiquent que les forêts naturelles de la Terre, à la fois dans les hautes et les basses latitudes, sont notre héritage commun d'une importance mondiale cruciale car elles soutiennent le cycle de l'eau terrestre. Leur préservation devrait devenir une priorité largement reconnue de notre civilisation pour résoudre la crise mondiale de l'eau".

Publié le 11 Mars 2023 par Ugo Bardi sur The Proud Holobionts

Lien :
https://theproudholobionts.substack.com/p/the-forest-a-holobiont-that-creates

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