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Sans une réduction spectaculaire des émissions de gaz à effet de serre, la plupart des écosystèmes terrestres de la planète – des forêts et des prairies aux déserts et à la toundra – courent un risque élevé de « transformation majeure » due au changement climatique, selon une nouvelle étude d’une équipe de chercheurs.

Des changements menaçant la biodiversité mondiale

Les chercheurs ont utilisé des données fossiles sur le changement de la végétation mondiale intervenues pendant une période de réchauffement post-glaciaire, pour projeter l’ampleur des transformations de l’écosystème susceptibles de se produire, dans le cadre de divers scénarios d’émission de gaz à effet de serre.

Ils ont constaté que dans un scénario d’émissions «comme d’habitude», dans lequel peu d’efforts sont faits pour limiter les émissions de gaz à effet de serre, les changements de la végétation dans les paysages sauvages de la planète, seront probablement plus profonds et perturbateurs que ce que les précédentes études décrivaient.

Ces changements menaceraient la biodiversité mondiale et mettraient en péril les services que la nature fournit à l’humanité, tels que l’eau, le stockage du carbone et les loisirs, selon Jonathan Overpeck, doyen de l’école pour l’environnement et l’université du Michigan.

« Si nous permettons que les changements climatiques ne soient pas contrôlés, la végétation de cette planète sera complètement différente de ce qu’elle est aujourd’hui, ce qui représente un risque énorme pour la diversité de la planète », a déclaré Overpeck.

Ces résultats ont être publiés dans la revue Science. Quarante-deux chercheurs du monde entier ont contribué à cet article. Le premier auteur est l’étudiant diplômé en géosciences Connor Nolan de l’Université d’Arizona.

Des changements déjà en cours 

Overpeck a souligné que les résultats de l’équipe ne sont pas simplement hypothétiques. Certains des changements des végétaux sont déjà en cours dans des endroits comme l’Ouest américain et le Sud-Ouest, où le dépérissement des forêts et les incendies de grande ampleur transforment les paysages. « Nous parlons d’un changement de paysage mondial omniprésent et dramatique et nous commençons déjà en train de le voir aux États-Unis, ainsi que dans le monde entier. », a déclaré Overpeck.

Des études antérieures fondées en grande partie sur la modélisation informatique et les observations actuelles ont également prédit des changements radicaux de la végétation en réponse aux réchauffements climatiques, dus à l’accumulation continue de dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre.

Mais cette nouvelle étude, qui a duré cinq ans, est la première à utiliser des données paléoécologiques – les enregistrements des changements de la végétation du passé dans les anciens grains de pollen et les fossiles végétaux de centaines de sites dans le monde – à l’échelle mondiale.

L’équipe s’est concentrée sur les changements de végétation qui se sont produits lors de la dernière déglaciation de la Terre, une période de réchauffement qui a commencé il y a 21 000 ans et dont l’ampleur était comparable (4 à 7 degrés Celsius) au réchauffement prévu dans les 100 à 150 ans, si les émissions de gaz à effet de serre ne sont pas réduites de manière significative.

Comme la quantité de réchauffement dans ces deux périodes est similaire, une comparaison post-glaciaire fournit « une estimation prudente de l’étendue de la transformation écologique à laquelle la planète devra faire face dans les futurs scénarios climatiques. », ont écrit les auteurs.

L’estimation est considérée comme prudente en partie parce que le taux de réchauffement planétaire futur prévu est au moins supérieur à celui de la dernière déglaciation, et pourrait donc être potentiellement beaucoup plus perturbateur. « Nous parlons de la même quantité de changement dans 10 à 20 000 ans qui sera entamée dans un siècle ou deux », a déclaré Jackson, directeur du Southwest Climate Adaptation Centre de la US Geological Survey. « Les écosystèmes devront se débrouiller pour rattraper leur retard. »

Pour déterminer l’étendue du changement de la végétation après le dernier pic glaciaire, les chercheurs ont d’abord compilé et évalué des données sur le pollen et les plantes fossiles provenant de 594 sites dans le monde entier, à l’exception de l’Antarctique. Tous les sites de leur base de données mondiale sur les changements écologiques avaient été datés de manière fiable par la datation du carbone 14 entre 21 000 et 14 000 ans avant la période actuelle.

Des données venant de la végétation fossilisée

Ils ont ensuite utilisé des données paléoclimatiques provenant d’un certain nombre de sources pour déduire les augmentations de températures correspondantes responsables des changements de la végétation observés dans les fossiles. Cela leur a permis de calculer comment différents niveaux de réchauffement affecteront la végétation et les écosystèmes terrestres de la planète.

« Nous avons utilisé les résultats du passé pour examiner les risques des changements futurs de l’écosystème », a déclaré Nolan, de l’Université de l’Arizona. « Nous constatons que lorsque la température augmente, il y a de plus en plus de risques pour un changement plus important de l’écosystème. »

Dans le cadre d’un scénario d’émission classique, la probabilité de changement de végétation à grande échelle est supérieure à 60%, ont-ils conclu. En revanche, si les émissions de gaz à effet de serre sont réduites aux niveaux visés dans l’Accord de Paris de 2015, la probabilité d’un changement de végétation à grande échelle est inférieure à 45%.

Ces changements pourraient se produire au 21ème siècle,

Une grande partie du changement pourrait se produire au 21ème siècle, en particulier lorsque la perturbation de la végétation est amplifiée par d’autres facteurs, tels que les extrêmes climatiques, la mortalité généralisée des plantes, la fragmentation des habitats, les espèces envahissantes et la récolte des ressources naturelles. Les changements se poursuivront probablement au 22ème siècle ou au-delà, ont conclu les chercheurs.

Parmi les services écosystémiques qui seront considérablement touchés, citons le stockage du carbone – actuellement, de grandes quantités de carbone sont stockées dans les plantes et les sols des écosystèmes terrestres. « Une grande partie du carbone actuellement emprisonné par la végétation autour de la planète pourrait être libérée dans l’atmosphère, amplifiant ainsi le changement climatique », a déclaré M. Overpeck.

Des transformations majeures

Les auteurs affirment que leur approche paléoécologique empirique fournit une perspective indépendante sur le changement de la végétation, induite par le climat qui complète les études antérieures basées sur la modélisation et les observations actuelles. Le fait que les prévisions issues de ces diverses approches convergent très bien, « cela renforce la conclusion que les changements climatiques projetés entraîneront des transformations majeures des écosystèmes», ont écrit les auteurs.

« En tant que pays et communauté mondiale, nous devons relever un défi de taille », a déclaré Overpeck.

Source : University of Michigan