Toutes les forêts ne refroidissent pas la Terre

Les arbres sont très appréciés, et le reboisement bénéficie d’un large soutien dans la société, dans la sphère politique et, dans une certaine mesure, au sein de la communauté scientifique. Des campagnes largement médiatisées comme la « Trillion Tree Campaign », lancée par le Programme des Nations Unies pour l’environnement, promettent une protection du climat grâce à la plantation de milliards d’arbres.

De telles initiatives visent à augmenter le nombre d’arbres dans le monde le plus rapidement possible pour absorber le dioxyde de carbone nocif pour le climat. La quantité de terres disponibles pour le reboisement à l’échelle mondiale reste un sujet de débat très controversé à ce jour. Selon les études, entre 150 et 1 000 millions d’hectares pourraient absorber entre 130 et 750 gigatonnes de dioxyde de carbone.  

Comparaison de divers scénarios de reboisement 

Les études précédentes n’ont généralement examiné que des scénarios de reboisement individuels, souvent très idéalisés, ou ont travaillé avec des modèles simplifiés. Dans un article récemment publié, des chercheurs dirigés par Robert Jnglin Wills, professeur de dynamique du climat à l’ETH Zurich, ont simulé et comparé pour la première fois l’impact climatique de trois scénarios mondiaux de reboisement dans un modèle complexe du système terrestre.

Pour ce faire, ils ont considéré non seulement les effets biochimiques du reboisement, c’est-à-dire l’absorption du dioxyde de carbone par la photosynthèse des arbres, mais aussi les effets biophysiques. Ceux-ci incluent l’albédo modifié, c’est-à-dire la capacité à réfléchir la lumière du soleil, ainsi que les effets sur l’évapotranspiration de l’eau et les propriétés de surface modifiées des zones reboisées, causées par exemple par la présence de feuilles plutôt que d’herbes. 

Dans leur modélisation, les chercheurs ont opté pour trois scénarios de reboisement existants, qui formulent des hypothèses économiques et écologiques différentes concernant les possibilités de reboisement. Ceux-ci incluaient un scénario développé par une équipe dirigée par Jean-François Bastin à ETH Zurich en 2019, qui avait attiré beaucoup d’attention tout en suscitant des critiques. Néanmoins, il est encore utilisé aujourd’hui par de nombreuses organisations internationales pour planifier des projets de reboisement.  

Reboisement maximal avec un effet refroidissant variable  

Les chercheurs ont calculé les effets de température biochimiques et biophysiques que le reboisement aurait d’ici 2100 pour les trois scénarios – et comment ceux-ci impacteraient le système climatique mondial. Ce calcul était basé sur l’hypothèse que, pour les trois scénarios, les forêts seraient reboisées à leur potentiel maximal entre 2015 et 2070 et que la superficie forestière resterait ensuite constante pendant 30 ans. Aucune zone urbaine, région sans végétation ou recouverte de glace ne devait être reboisée, et le reboisement des terres agricoles serait minimisé pour ne pas compromettre la sécurité alimentaire mondiale.  

Pour réaliser la simulation, les chercheurs ont utilisé un modèle climatique qui intègre toutes les composantes du système climatique, y compris l’atmosphère, les océans et les terres. Pour s’assurer que les effets calculés étaient bien attribuables au reboisement et non à des fluctuations météorologiques aléatoires, les chercheurs ont exécuté le modèle cinq fois sur le supercalculateur « Euler » de l’ETH, avec des conditions initiales légèrement différentes. Les simulations ont pris environ quatre mois et généré 300 téraoctets de données. 

La superficie requise pourrait être réduite de moitié 

Les résultats sont stupéfiants : bien que la superficie reboisée diffère de 450 millions d’hectares, deux des scénarios examinés ont atteint presque le même effet refroidissant global. La différence correspond à une superficie à peu près équivalente à celle de tous les pays de l’UE réunis. « Le fait que nous puissions obtenir le même effet de refroidissement avec beaucoup moins de terres montre que l’endroit où nous plantons est plus important que la quantité que nous plantons, » explique Nora Fahrenbach, doctorante dans le groupe de Jnglin Wills et auteure principale de l’étude.  

La raison de ces gains d’efficacité réside dans la localisation géographique et dans les effets contradictoires des processus biophysiques et biochimiques à différentes latitudes. Alors que le scénario de reboisement proposé par l’équipe de Jean-François Bastin prévoit de vastes zones forestières sous les hautes latitudes nord, des approches plus efficaces se concentrent sur les régions où les arbres peuvent mieux exercer leur effet refroidissant.

Le plus grand potentiel d’effet refroidissant sur le climat local et mondial se trouve dans les tropiques, notamment dans le bassin amazonien et en Afrique de l’Ouest et du Sud-Est. Les arbres y stockent non seulement le carbone efficacement (refroidissement biochimique), mais refroidissent aussi localement leur environnement en raison d’un taux d’évapotranspiration élevé (refroidissement biophysique). Dans une moindre mesure, les mêmes effets peuvent être observés en Asie du Sud-Est.  

En revanche, sous les hautes latitudes nord, comme en Sibérie, au Canada, en Alaska et dans une grande partie de l’Amérique du Nord, le reboisement à grande échelle n’a généralement pas d’effet refroidissant sur le climat. Ces régions sont souvent couvertes de neige et de glace pendant des mois, ce qui réfléchit fortement la lumière du soleil. Lorsque le reboisement a lieu, les cimes sombres des arbres qui émergent du manteau neigeux entraînent une absorption accrue du rayonnement solaire. Cet effet d’albédo provoque un réchauffement local qui, combiné aux effets climatiques d’autres régions, annule partiellement ou même totalement l’effet refroidissant de l’absorption du CO₂ par les arbres. « En évitant le reboisement dans les régions nordiques et en se concentrant plutôt sur les tropiques, le reboisement devient un outil bien plus efficace pour la protection du climat, » explique Fahrenbach. 

Interventions locales avec des conséquences globales 

Les chercheurs ont également démontré que le reboisement influence la circulation atmosphérique et océanique. Cela signifie qu’une nouvelle forêt peut modifier les températures et les précipitations dans des régions situées à des milliers de kilomètres. Étonnamment, ces effets non locaux variaient considérablement entre les trois scénarios. Le fait qu’une région devienne plus chaude ou plus froide dépendait non seulement des arbres présents à cet endroit, mais aussi de l’emplacement des autres forêts plantées sur Terre. Cela montre clairement que le reboisement a non seulement un impact local, mais aussi des conséquences globales. 

Fahrenbach admet qu’elle n’a examiné que les effets des scénarios de reboisement sur le climat, et non sur la biodiversité, les écosystèmes et les populations vivant dans la forêt. De plus, les effets des différents scénarios n’ont jusqu’à présent été calculés qu’à l’aide d’un seul modèle climatique. Idéalement, il faudrait comparer les résultats de différents modèles, ce qui est cependant long et coûteux.

Néanmoins, Fahrenbach souligne que ces découvertes ne sont pas isolées : une comparaison avec les données d’observation existantes et d’autres modèles conforte les conclusions clés de l’étude. « Il est connu depuis longtemps que les forêts tropicales refroidissent le climat plus efficacement que les forêts des hautes latitudes nord, » explique la chercheuse. « Avec notre comparaison, nous fournissons cependant maintenant – pour la première fois – aux décideurs politiques une base scientifique pour la prise de décision, en soulignant quelles zones dans le monde offrent le plus grand potentiel pour un refroidissement climatique efficace. » 

De manière systématique et avec une perspective globale 

Les efforts futurs de reboisement devraient idéalement être coordonnés au niveau international, comme le déclare Fahrenbach. Cela aiderait à éviter les projets de reboisement inefficaces. Cependant, il n’existe actuellement aucune institution mondiale établie à cet effet. Il est également surprenant que des accords internationaux comme l’Accord de Paris sur le climat et l’initiative REED+ des Nations Unies considèrent les forêts uniquement comme des puits de carbone et ne prennent pas en compte leurs effets biophysiques sur le climat. « Moi aussi j’aime les arbres, mais lorsque nous poursuivons le reboisement, il doit être mené de manière systématique, scientifique et avec une perspective globale, » affirme Fahrenbach. 

Par conséquent, elle plaide pour un reboisement « intelligent pour le climat » et conseille de ne planter des arbres que là où ils ont réellement un effet positif sur le système climatique – et jamais en monocultures, qui sont particulièrement vulnérables aux maladies et aux incendies.

La climatologue souligne également que le reboisement ne peut pas arrêter le changement climatique. Dans des scénarios de reboisement à grande échelle, il serait possible de réduire la température moyenne mondiale d’un maximum de 0,25 degré d’ici 2100. Bien que cette contribution soit précieuse, elle est limitée par rapport à la mesure dans laquelle la Terre doit réellement être refroidie. « Il n’y a pas d’autre solution qu’une réduction drastique et rapide des émissions de combustibles fossiles, » affirme la chercheuse. 

Journal : Communications Earth & Environment – DOI : Lien vers l’étude

Source : ETHZ