| Si vous souhaitez comprendre comment fonctionne une forêt, comment un arbre réagit en période de canicule et comment ces êtres vivants s’adaptent, vous allez enfin tout comprendre. Et c’est passionnant. |
| Pour survivre en période de sécheresse, les arbres stoppent la photosynthèse, une activité très gourmande en eau au cours de laquelle s’échappent, pour chaque molécule de CO2 absorbée par une feuille d’arbre, environ 400 molécules d’eau en moyenne. Des forêts entières se retrouvent alors à émettre plus de CO2 qu’elles n’en capturent. |
| C’est une réalité révélée par les sécheresses récentes : les forêts peuvent émettre plus de CO2 qu’elles n’en capturent. Cet état de fait est alarmant quand on sait que les sécheresses sont de plus en plus fréquentes et que les forêts jouent un rôle clé dans les politiques d’atténuation du changement climatique.Même si la quantification du CO2 capté par les forêts mondiales reste un exercice difficile, on estime qu’elles captent environ un quart du CO2 émis par les activités humaines. Mais face au manque d’eau, donc, les forêts peuvent cesser d’être des puits de carbone. Pour comprendre pourquoi, il faut regarder les feuilles des arbres.L’eau, monnaie d’échange du CO₂Les feuilles des arbres constituent le point d’entrée principal du CO2 dans l’écosystème forestier. Elles agissent comme de véritables usines chimiques en captant l’énergie solaire pour convertir en sucre le CO2 présent dans l’air : c’est la photosynthèse. Ces sucres alimentent les besoins énergétiques de la plante. Ils permettent aussi aux arbres de grandir et, ainsi, de stocker davantage de CO2 émis par les activités humaines.La surface des feuilles est en partie couverte de stomates, de minuscules fentes qui peuvent s’ouvrir et se fermer. C’est par ces pores que le CO2 pénètre dans l’arbre. Ce déplacement du CO2 ne nécessite pas d’énergie à l’arbre. Il se fait naturellement du milieu où le CO2 est plus abondant – l’atmosphère – vers le milieu où il l’est moins, ici l’intérieur de la feuille.Mais l’ouverture des stomates ne permet pas seulement au CO2 d’entrer. Elle entraîne aussi une perte en eau pour l’arbre, car les cellules de l’intérieur des feuilles sont bien plus riches en vapeur d’eau que l’atmosphère, et ce, même dans les régions les plus humides. C’est ce qu’on appelle la transpiration des arbres.En moyenne, pour chaque molécule de CO2 absorbée par un stomate, environ 400 molécules d’eau s’échappent simultanément. Cette transpiration est nécessaire à la croissance et au métabolisme des plantes. Elle peut représenter jusqu’à plusieurs centaines de litres d’eau – l’équivalent de plusieurs baignoires – par jour selon la taille de l’arbre en saison de croissance, et plusieurs dizaines de milliers de litres par jour pour un hectare de forêt. Ces grandes quantités d’eau sont puisées dans le sol par les racines de l’arbre.Un fil d’eau fragile qui s’élève contre la gravité. Pour acheminer l’eau des racines jusqu’aux feuilles, les plantes ont besoin d’un système hydraulique performant. Le moteur de ce transport, à contre-courant de la gravité, est l’évaporation de l’eau au niveau des stomates. Celle-ci crée une tension qui « tire » les colonnes d’eau vers le haut, comme une paille géante, grâce à la forte cohésion des molécules d’eau entre elles.Pourtant, la tension nécessaire pour élever l’eau jusqu’à la cime des arbres est colossale. Imaginez que l’eau est aspirée comme à travers une paille de plusieurs dizaines de mètres, mais que cette paille est remplie d’obstacles : les parois des vaisseaux, les cellules… Résultat ? La force nécessaire pour faire monter l’eau jusqu’au sommet de l’arbre équivaut à celle qu’il faudrait pour pomper de l’eau d’un puits de plusieurs centaines de mètres de profondeur ! Dans ces conditions extrêmes, l’eau se trouve dans un état dit « métastable », c’est-à-dire qu’elle peut brusquement passer à l’état gazeux si la tension augmente encore : si c’est le cas, c’est la cavitation.Un dilemme entre la soif ou la faim. En période de sécheresse, les arbres font donc face à un dilemme : ouvrir les stomates pour favoriser la photosynthèse nécessaire au métabolisme et à la croissance de l’arbre ou fermer les stomates pour sauvegarder de l’eau et préserver leur système hydraulique de la rupture irréversible.L’évolution des arbres au cours des temps géologiques a permis l’émergence d’un comportement qui résout ce dilemme. Les stomates s’ouvrent et se ferment dynamiquement, en quelques minutes, pour minimiser les pertes en eau quand les conditions sont défavorables à la photosynthèse, comme quand la lumière diminue. En situation de sécheresse, toutes les plantes vasculaires ferment leurs stomates.Les forêts vont, pendant ce temps, continuer à émettre du CO2. D’abord du CO2 issu de la consommation des sucres produits par la photosynthèse et nécessaires à leur métabolisme. Ensuite, du CO2 émis par les arbres qui meurent face à la sécheresse et relarguent ainsi dans l’atmosphère le carbone qu’ils ont stocké de leur vivant. Ces deux réalités peuvent donc amener une forêt à ne plus être un puits mais une source de carbone, une inversion qui peut être amplifiée par certains types d’exploitation forestière, notamment ceux fondés sur un interventionnisme massif.Lorsque les sécheresses dépassent les conditions de référence auxquelles les arbres sont adaptés, les impacts physiologiques deviennent critiques, car, même après la fermeture des stomates, des pertes d’eau résiduelles se poursuivent à travers la cuticule des feuilles et des tiges. Ce phénomène peut entraîner la chute des feuilles, une embolie au sein du système hydraulique et le dessèchement des bourgeons, menant in fine à la mort de l’arbre. |
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