Les forêts captent une partie importante du dioxyde de carbone produit par les activités humaines. Mais lorsqu’elles manquent d’eau, les arbres ferment leurs feuilles pour survivre et interrompent presque totalement la photosynthèse. Certaines forêts peuvent alors rejeter davantage de CO₂ qu’elles n’en absorbent.
Les forêts sont souvent présentées comme l’une des principales armes naturelles contre le réchauffement climatique. Grâce à la photosynthèse, les arbres absorbent le CO₂ présent dans l’atmosphère et stockent une partie de ce carbone dans leur bois, leurs branches, leurs racines et les sols.
À l’échelle mondiale, les écosystèmes forestiers capteraient environ un quart du CO₂ émis par les activités humaines. Mais cette capacité dépend d’une ressource essentielle : l’eau. Lorsque les sécheresses deviennent trop longues ou trop intenses, le fonctionnement des arbres se dérègle et les forêts peuvent momentanément cesser d’être des puits de carbone.
Les arbres perdent de l’eau pour absorber du CO₂
Le CO₂ entre dans les feuilles par de minuscules ouvertures appelées stomates. Ces petits pores s’ouvrent pour permettre à l’arbre de capter le gaz présent dans l’atmosphère et de le transformer en sucre grâce à l’énergie du soleil.
Mais cette opération a un coût considérable. Lorsque les stomates sont ouverts, l’eau contenue dans les feuilles s’échappe sous forme de vapeur. Pour chaque molécule de CO₂ absorbée, environ 400 molécules d’eau peuvent ainsi être perdues.
Un arbre adulte peut transpirer plusieurs centaines de litres d’eau par jour pendant sa période de croissance. À l’échelle d’un hectare de forêt, cela représente plusieurs dizaines de milliers de litres puisés quotidiennement dans le sol.
Un système hydraulique sous tension
L’eau absorbée par les racines doit ensuite parcourir le tronc jusqu’aux feuilles, parfois situées plusieurs dizaines de mètres plus haut. Ce déplacement est possible grâce à l’évaporation au niveau des feuilles, qui aspire progressivement l’eau vers la cime.
Ce mécanisme est cependant fragile. Lorsque le sol s’assèche, l’arbre doit exercer une tension toujours plus forte pour extraire l’eau. Des bulles d’air peuvent alors apparaître dans les vaisseaux qui assurent sa circulation.
Ce phénomène, appelé cavitation, fonctionne un peu comme une embolie : les bulles interrompent la circulation de l’eau. Les feuilles et les branches se déshydratent alors progressivement et peuvent finir par mourir.
Le risque est particulièrement élevé lorsque le manque de pluie se combine avec une vague de chaleur. Le sol fournit moins d’eau au moment même où l’air chaud accélère son évaporation.
Mourir de soif ou manquer de carbone
Pour éviter de perdre trop d’eau, les arbres ferment leurs stomates pendant les périodes de sécheresse. Cette réaction les protège temporairement contre la déshydratation, mais elle empêche également le CO₂ de pénétrer dans les feuilles.
La photosynthèse ralentit alors fortement, voire s’arrête. L’arbre ne produit plus suffisamment de sucres pour assurer sa croissance et alimenter son métabolisme.
Il se retrouve donc face à un dilemme : maintenir ses stomates ouverts et risquer de mourir de soif, ou les fermer et se priver progressivement de nourriture.
Les différentes espèces ne réagissent pas toutes de la même manière. Le bouleau, dont le système hydraulique est relativement vulnérable, ferme rapidement ses stomates. Le chêne vert, mieux adapté aux climats secs, peut résister plus longtemps. Mais aucune espèce n’est totalement protégée face à une sécheresse dépassant les conditions auxquelles elle est habituée.
Des forêts qui rejettent plus de CO₂ qu’elles n’en captent
Même lorsque la photosynthèse s’interrompt, la forêt continue d’émettre du CO₂. Les arbres, les plantes et les micro-organismes présents dans les sols respirent et consomment les sucres précédemment produits.
Si certains arbres meurent, leur décomposition libère également dans l’atmosphère une partie du carbone stocké pendant leur croissance.
Pendant les épisodes de sécheresse les plus intenses, le bilan peut donc s’inverser : la forêt émet davantage de CO₂ qu’elle n’en absorbe. Elle cesse alors temporairement d’être un puits de carbone et devient une source d’émissions.
Lors de la canicule de juin 2019, des mesures réalisées dans une forêt méditerranéenne française ont par exemple montré une chute brutale de la photosynthèse, tandis que les émissions liées à la respiration de l’écosystème se maintenaient ou augmentaient.
Un cercle vicieux pour le climat
L’augmentation de la concentration en CO₂ dans l’atmosphère peut stimuler la croissance de certaines plantes. Mais cet effet fertilisant reste limité si les arbres ne disposent pas de suffisamment d’eau.
Les sécheresses plus fréquentes réduisent la quantité de carbone captée par les forêts, augmentent la mortalité des arbres et favorisent les incendies. Ces phénomènes libèrent à leur tour davantage de CO₂, contribuant au réchauffement qui intensifie ensuite les sécheresses.
La fermeture des stomates réduit également la quantité de vapeur d’eau rejetée par les arbres. Or cette transpiration participe à la formation des pluies et au rafraîchissement des territoires.
Dans le bassin amazonien, jusqu’à la moitié des précipitations observées dans certaines régions occidentales proviendraient ainsi de l’eau rejetée par les forêts situées plus à l’est. Une diminution de cette transpiration pourrait donc réduire les pluies à plusieurs centaines ou milliers de kilomètres de distance.
Protéger les forêts ne suffit plus
La préservation et la restauration des forêts restent indispensables pour lutter contre le changement climatique. Mais compter uniquement sur les arbres pour compenser les émissions humaines comporte désormais des limites importantes.
La capacité des forêts à absorber du carbone dépendra directement de leur accès à l’eau, de la résistance des espèces, de la qualité des sols et de l’intensité des futures vagues de chaleur.
Réduire les émissions de gaz à effet de serre reste donc essentiel. Car plus les températures augmenteront, plus les sécheresses fragiliseront les forêts censées nous aider à freiner le réchauffement.
