Grand Nord: qu'attendent les arbres?

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Le professeur de biologie de l'Université Laval Stéphane Boudreau et la doctorante Pascale Ropars ont constaté que les arbres ne poussaient pas plus au Nord qu'avant, malgré le réchauffement climatique.

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Percées scientifiques 2012

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Percées scientifiques 2012

L'année 2012 a été riche en découvertes pour la communauté scientifique de la capitale. Le Soleil vous présente les percées les plus marquantes de l'année. »

(Québec) S'il y a des gens, dans l'industrie du bois, qui comptent sur les changements climatiques pour étendre les zones de coupe jusqu'à Kuujjuaq, ils devront se raviser ou s'armer de beaucoup, beaucoup de patience : des travaux de l'Université Laval ont montré cette année que si le Nord devient bel et bien plus vert à mesure qu'il se réchauffe, ce sont les plantes herbacées et les arbustes qui en profitent. Car les arbres, eux, ne poussent pas plus au Nord qu'avant.

C'est ce qu'ont pu constater le professeur de biologie de l'Université Laval Stéphane Boudreau et la doctorante Pascale Ropars dans une étude parue cet été dans la revue savante Global Change Biology.

«Tous les modèles de changements de la végétation dus au réchauffement climatique prédisent un avancement de la limite des arbres important», dit M. Boudreau. Ainsi, dans le nord du Québec, où les moyennes de température ont augmenté depuis 1970 de 1 à 2,5 °C en été et de 1,5 à 3 °C en hiver, on s'attendrait à ce qu'il y ait désormais des espèces arborescentes qui poussent à des latitudes où ils étaient absents il y a 40 ans.

Or jusqu'ici, on ne disposait que d'une série d'observations de terrain très locales pour en juger, et elles se contredisaient. «On s'aperçoit de plus en plus que la réponse des arbres est très variable d'un endroit à l'autre», dit M. Boudreau. Et personne n'avait encore fait l'état des lieux à grande échelle.

C'est pour y remédier que M. Boudreau, Mme Ropars, ainsi que des chercheurs de la NASA et des universités Stanford et du Maryland ont utilisé des images prises par satellite couvrant un territoire de 260 000 km2 au nord du Québec, de 1986 à 2010. À partir de ces images, l'équipe a pu calculer un indicateur de la lumière réfléchie par la végétation, nommé Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Celui-ci, essentiellement, repose sur le fait que les différentes parties des plantes n'interagissent pas toutes de la même façon avec la lumière du soleil. La chlorophylle, par exemple, ce pigment vert qui sert à capter la lumière, absorbe la plupart des longueurs d'onde visibles - sauf le vert, bien entendu, qui est réfléchi. De même, la structure cellulaire des feuilles est un excellent «miroir» pour une partie des infrarouges, mais pas pour la lumière visible.

En tablant là-dessus, on calcule un indice simple, le NDVI, qui prend des valeurs de - 1 à + 1 - une valeur de - 1 correspondant généralement à de l'eau, une valeur proche de 0 à des terres émergées où la végétation est rare ou absente, et une valeur proche de + 1 à des endroits où la végétation est très dense.

Mesures de lumière

M. Boudreau et son équipe ont donc pris des mesures de lumière réfléchie par la végétation sur neuf larges bandes de territoire du Nord québécois, dont une mesure en 1986, une en 2010, et quelques autres entre les deux. Ces estimations étaient toujours prises à la même période de l'année, entre le 4 juillet et le 3 août, quand la «verdure» est à son comble.

Dans l'ensemble, ont calculé les chercheurs, le NDVI augmente en moyenne de 0,007 point par année, soit de 0,17 point pour toute la période étudiée, ce qui constitue un changement notable. Mais plus encore, écrivent-ils, «les tendances sont clairement liées au type de végétation qui couvre le sol, les arbustes et les graminées [les "herbes", N.D.L.R.] comptant pour une partie disproportionnellement grande du verdissement. Ainsi, dans les secteurs où le verdissement était significatif, les arbustes et les graminées ont compté pour 38 % de la tendance globale, alors qu'ils n'occupaient que 22 % de la superficie étudiée».

Ce sont donc surtout eux qui, jusqu'à présent du moins, ont bénéficié du réchauffement climatique, les arbres étant restés sagement dans leurs «quartiers» traditionnels.

«Pour quelles raisons les espèces arborescentes ne réagissent pas? lance M. Boudreau. Il faut être prudent quand on dit ça, parce qu'il y a des signes qui montrent une augmentation de viabilité des graines et même une augmentation de la croissance pour certaines espèces. Mais, dans la plupart des cas, dans l'est de l'Amérique du Nord, dans les milieux subarctiques, on n'a pas d'expansion des arbres. On a une réponse au niveau individuel, mais pas une grosse réponse au niveau des peuplements.»

Peut-être que les arbres ont un délai de réponse au réchauffement plus long qu'on le pensait, suppute-t-il. Peut-être aussi qu'il existe un «seuil thermique» qui n'a pas encore été atteint, ou qu'il l'a été trop récemment pour que ces espèces étendent leur territoire.

Mais quoi qu'il en soit, dit M. Boudreau, il se pourrait bien que ce petit retard finisse par coûter cher aux arbres. «Ce qui est intéressant, c'est qu'avec la densification de la strate arbustive, qui devient vraiment très dense par endroits, on se demande si ça ne viendra pas inhiber le potentiel des espèces arborescentes à prendre de l'expansion, parce que là, les espèces arbustives sont partout. Il va y avoir une compétition très forte pour les plantules des espèces arborescentes, qui pourrait venir figer le paysage pendant un certain moment.»

Contraintes locales

De là à dire que la progression de la limite des arbres, sur laquelle plusieurs comptent pour agir comme un puits de carbone qui ralentirait les changements climatiques, ne se matérialisera jamais, il y a un pas que M. Boudreau prend bien soin de ne pas franchir.

«Je ne pense pas qu'il faut faire une croix là-dessus complètement, mais il va peut-être falloir revoir nos prévisions et les ajuster. Ce qui est certain, c'est qu'on ne peut pas généraliser à toute la région. On sait que les écosystèmes ne réagissent pas uniquement à la température, on sait qu'il y a des contraintes locales qui sont importantes, parfois plus que la contrainte climatique. Et donc qu'on ne peut pas arriver avec un beau plan et dire que, dans tel nombre d'années, on va avoir une expansion de la limite des arbres de tant de kilomètres, qui va fixer tant de carbone. Ce n'est pas comme ça que ça fonctionne.»

Autre source : JOHN WEIER et DAVID HERRING. «Measuring Vegetation: NDVI and EVI», Earth Observatory, NASA.

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