Samedi, 15 juin 2024
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Comprendre les impacts du réchauffement climatique sur le relargage de carbone par la toundra

Le réchauffement du climat modifie la dynamique des environnements de toundra (arctique et alpine) et les amène à libérer du carbone piégé. Ces changements pourraient faire basculer la toundra de puits de carbone en source de carbone, exacerbant les effets des changements climatiques. C’est ce que révèle une nouvelle étude publiée dans Nature, à laquelle a participé Patrick Faubert, professeur en écologie industrielle et lutte aux changements climatiques au Département des sciences fondamentales et codirecteur de la Chaire en éco-conseil et Carbone boréal.

Une équipe de plus de 70 scientifiques a utilisé des chambres ouvertes sur le dessus pour simuler expérimentalement les effets du réchauffement sur 28 sites de toundra à travers le monde. Les chambres ouvertes servent essentiellement de mini-serres, bloquant le vent et piégeant la chaleur pour créer un réchauffement local.

Les expériences de réchauffement ont entraîné une augmentation de 1,4 °C de la température de l’air et de 0,4 °C de la température du sol, ainsi qu’une baisse de 1,6 % de l’humidité du sol. Ces changements ont augmenté la respiration de l’écosystème de 30 % pendant la saison de croissance, entraînant plus de carbone libéré en raison de l’activité métabolique accrue dans le sol et les plantes. Les changements ont persisté pendant au moins 25 ans après le début du réchauffement expérimental – ce que les études antérieures n’avaient pas révélé.

«Nous savions grâce à des études antérieures que nous étions susceptibles de constater une augmentation de la respiration avec le réchauffement, mais nous avons trouvé une augmentation remarquable – près de quatre fois supérieure à ce qui était précédemment estimé, bien que cela ait varié dans le temps et l’endroit,» explique Sybryn Maes de l’Université d’Umeå, l’auteure principale de l’étude.

Des chambres ouvertes sur le dessus à Latnjajaure, en Suède, fournissent un environnement contrôlé pour étudier le réchauffement simulé de l’écosystème de la toundra. © Sybryn Maes

L’augmentation de la respiration de l’écosystème variait également en fonction des conditions locales du sol, telles que les niveaux d’azote et de pH. Cela signifie que les différences dans les conditions du sol et d’autres facteurs entraînent des différences géographiques dans la réponse – certaines régions verront plus de libération de carbone que d’autres. Comprendre les liens entre les conditions du sol et la respiration en réponse au réchauffement est important pour créer de meilleurs modèles climatiques.

«Notre travail représente la première évaluation de la réponse de la respiration de l’écosystème au réchauffement expérimental sur un si large gradient environnemental dans la toundra, en incorporant un ensemble complet de facteurs environnementaux,» déclare le Professeure Ellen Dorrepaal de l’Université d’Umeå et coauteure de l’étude.

Une chambre ouverte sur le dessus à Kilpisjärvi, en Finlande, utilisée dans des expériences de réchauffement pour comprendre comment la toundra réagira au climat changeant. © Anne Tolvanen

L’étude offre également une perspective plus large sur les régions arctiques et alpines en prévoyant des augmentations de la respiration dans l’ensemble de la toundra ainsi que des informations plus détaillées sur la variation de la sensibilité de la réponse.

«Nous constatons que certaines régions, notamment certaines parties de la Sibérie et du Canada, présentent une plus grande sensibilité au réchauffement,» déclare le Professeur Matti Kummu de l’Université Aalto. «Nous anticipons une augmentation de la respiration dans l’ensemble de la toundra arctique et alpine, mais plus de données in situ, en particulier sur les conditions locales du sol, sont essentielles pour aborder les incertitudes persistantes et affiner nos prédictions.»

Comprendre comment les écosystèmes évoluent en réponse aux changements climatiques et comment ces changements alimentent le climat est essentiel pour avoir une image précise de l’évolution de notre monde. Ces résultats servent de base importante pour des modèles climatiques améliorés, mais les chercheurs prévoient de les affiner davantage en analysant comment les sites expérimentaux changent avec le temps et en élargissant la portée de l’expérience pour inclure de nouveaux sites.

Patrick Faubert, biologiste et spécialiste en écologie industrielle et lutte aux changements climatiques s’intéresse à 1) la gestion de sous-produits industriels pour le développement d’une écologie industrielle et d’une économie circulaire, 2) la réduction des émissions de gaz à effet de serre et l’atteinte de la carboneutralité pour des organismes publics et privés et 3) la mesure et quantification des émissions de gaz à effet de serre de divers écosystèmes.

L’article original dans Nature:

Maes, S. L. et al. (2024). Environmental drivers of increased ecosystem respiration in a warming tundra. NATURE (sous presse). https://www.nature.com/articles/s41586-024-07274-7

Pour en savoir plus:

Tundra flux database – https://www.tundrafluxdatabase.com/
International Tundra Experiment – https://www.gvsu.edu/itex/
Permafrost Carbon Network (www.permafrostcarbon.org)

Contact:
Patrick Faubert, PhD
Professeur agrégé
Codirecteur : Chaire en éco-conseil
Codirecteur : Carbone boréal
Département des sciences fondamentales
Université du Québec à Chicoutimi
555, boul. de l’Université
Chicoutimi (Québec) G7H 2B1
Canada
418 545-5011, poste 2537
pfaubert@uqac.ca

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