Abstract

Une nouvelle hypothèse suggère que le couvert forestier joue un rôle beaucoup plus important dans la détermination des précipitations que ce qui avait été reconnu précédemment. Il explique comment les régions boisées génèrent des flux à grande échelle de vapeur d’eau atmosphérique. Selon cette hypothèse, de fortes précipitations se produisent dans les intérieurs continentaux tels que les bassins de l’Amazone et du fleuve Congo uniquement en raison d’un couvert forestier quasi continu de l’intérieur jusqu’à la côte. Le mécanisme sous-jacent met l’accent sur le rôle de l’évaporation et de la condensation dans la génération des différences de pression atmosphérique et rend compte de plusieurs phénomènes négligés par les modèles existants. Cela suggère que même une perte de forêt localisée peut parfois faire basculer un continent humide dans des conditions arides. Si elle survit à un examen minutieux, cette hypothèse transformera notre vision de la perte de forêts, du changement climatique, de l’hydrologie et des services environnementaux. Il offre de nouvelles pistes de recherche en macroécologie et en écologie du paysage, en hydrologie, en restauration des forêts et en paléoclimats. Il fournit également une nouvelle motivation convaincante pour la conservation des forêts.

La vie dépend du cycle hydrologique de la Terre, en particulier des processus qui transportent l’humidité des océans vers la terre. Le rôle de la végétation reste controversé. Les populations locales de nombreuses régions partiellement boisées pensent que les forêts « attirent » la pluie, alors que la plupart des experts du climat modernes ne seraient pas d’accord. Mais une nouvelle hypothèse suggère que les populations locales peuvent avoir raison.

Les systèmes hydrologiques mondiaux évoluent rapidement. Dans de nombreuses régions, la sécurité alimentaire est fortement menacée par l’évolution des régimes pluviométriques (Lobell et al. 2008). Pendant ce temps, la déforestation a déjà réduit les flux de vapeur provenant des forêts de près de cinq pour cent (environ 3 000 kilomètres cubes par an sur un total terrestre mondial dérivé de 67 000 km3), avec peu de signes de ralentissement (Gordon et al. 2005). La nécessité de comprendre comment la couverture végétale influence le climat n’a jamais été aussi urgente.

Makarieva et Gorshkov ont développé une hypothèse pour expliquer comment les forêts attirent l’air humide et comment les régions continentales telles que le bassin amazonien restent humides (Makarieva et al. 2006, Makarieva et Gorshkov 2007, et discussions en ligne associées; ci-après, collectivement « Makarieva et Gorshkov »). Les implications sont considérables. Les modèles conventionnels prédisent généralement une baisse  » modérée » de 20 à 30% des précipitations après la déforestation à l’échelle continentale (Bonan 2008). En revanche, Makarieva et Gorshkov suggèrent que même des éclaircies relativement localisées pourraient éventuellement faire passer des climats continentaux entiers de humides à arides, les précipitations diminuant de plus de 95% à l’intérieur.

Alors que les publications de Makarieva et Gorshkov sont techniques, détaillant la physique derrière leur hypothèse, nous expliquons les idées de base et leur signification pour un public plus large. Nous commençons par noter pourquoi les idées sont crédibles et méritent d’être remarquées. Nous résumons ensuite la compréhension conventionnelle des interactions forêt-climat et les propositions de Makarieva et Gorshkov. Nous nous concentrons sur les forêts tropicales. Après avoir examiné ce qui rend ces forêts spéciales, nous examinons diverses implications et opportunités de recherche liées à l’hypothèse de Makarieva et de Gorshkov. Enfin, nous soulignons l’importance de ces idées pour la conservation des forêts.

Crédibles

Malgré des recherches considérables, les mécanismes déterminant le climat mondial restent mal compris. Tout résumé consensuel sur la physique du climat doit consacrer plus de mots à détailler les incertitudes qu’aux faits (par exemple, GIEC 2007). Malgré les progrès reconnus au cours des dernières décennies, toutes les idées clés ne sont pas immédiatement notées parmi les milliers d’articles publiés. Les travaux de Makarieva et Gorshkov, qui se concentrent sur les équations du comportement atmosphérique, semblent avoir été injustement ignorés. Notre propre évaluation, ainsi que celle de collègues experts avec lesquels nous avons consulté, est que l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov est intéressante et importante. Il doit maintenant être examiné et évalué.

Compréhension conventionnelle

La déforestation a été impliquée comme contribuant à la baisse des précipitations dans diverses régions (notamment le Sahel, l’Afrique de l’Ouest, le Cameroun, l’Amazonie centrale et l’Inde), ainsi qu’à l’affaiblissement des moussons (Fu et al. 2002, Gianni et coll. 2003, Malhi et Wright 2005). Mais les liens restent incertains.

Les observations suggèrent que la déforestation extensive réduit souvent la formation de nuages et les précipitations, et accentue la saisonnalité (Bonan 2008). Les clairières forestières peuvent provoquer une  » brise de végétation  » distincte, entraînée par convection, dans laquelle de l’air humide est aspiré hors de la forêt (Laurance, 2005). La turbulence atmosphérique résultant de la rugosité de la canopée et de la convection entraînée par la température expliquerait l’augmentation localisée des précipitations parfois associée à un couvert forestier fragmenté (Bonan, 2008).

Parce que les possibilités d’études expérimentales sont limitées, les chercheurs en climatologie s’appuient fortement sur des modèles de simulation pour faire progresser leur compréhension. La plupart des modèles modernes impliquent une baisse locale des précipitations après la déforestation, ainsi que des impacts climatiques régionaux et même intercontinentaux (Bonan 2008). Pour les modélisateurs climatiques, les principaux changements associés à la déforestation sont la réduction de l’indice de surface foliaire, la profondeur d’enracinement, la rugosité de la canopée et la longueur de la rugosité (mesures qui influencent le flux d’air) et un albédo plus élevé (réflectivité). Mais ces changements, leurs interactions et influences, et leur dépendance aux contextes et aux échelles ne sont compris qu’en termes généraux. De nombreuses incertitudes demeurent, en particulier sur l’influence de l’évaporation, de la convection, du développement des nuages, des aérosols et de la couverture terrestre, et sur la façon dont les changements de la couverture nuageuse se traduisent par des changements dans les précipitations (GIEC 2007).

Recyclage

L’humidité atmosphérique provient de l’évaporation océanique et terrestre. La pluie dérivée de sources terrestres et contribuant aux précipitations locales est appelée « recyclée. »Les explications conventionnelles des intérieurs continentaux humides mettent l’accent sur un tel recyclage — mais les chiffres s’additionnent-ils?

La proportion de pluie recyclée, une mesure qui dépend de l’étendue de la zone considérée, montre peu de différence constante entre les régions humides et sèches: on estime de 25 à 60% en Amazonie (par exemple, Marengo 2005), 28% dans la région du Nil (Mohamed et al. 2005), plus de 50 pour cent pour les pluies d’été dans le Midwest des États-Unis (Bosilovich et Schubert 2002), et plus de 90 pour cent pour le Sahel (Savenije 1995). Ce qui est déroutant dans les régions humides n’est pas la proportion de recyclage, mais la question de savoir ce qui entraîne les flux d’humidité atmosphérique vers l’intérieur nécessaires pour remplacer ce qui s’écoule par les rivières (Savenije 1996).

La théorie conventionnelle n’offre aucune explication claire de la façon dont les basses terres plates des intérieurs continentaux maintiennent des climats humides. Makarieva et Gorshkov montrent que si seuls des « mécanismes conventionnels » (y compris le recyclage) s’appliquent, les précipitations devraient diminuer de manière exponentielle avec la distance des océans. Les chercheurs se sont déjà interrogés sur un mécanisme manquant pour tenir compte des régimes de précipitations observés (Eltahir, 1998). L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov offre une solution élégante: ils l’appellent une « pompe. »

Une pompe à humidité atmosphérique

Les gradients de pression entraînés par la température et la convection sont considérés comme les principaux moteurs des flux d’air dans la science météorologique conventionnelle. Makarieva et Gorshkov soutiennent que l’importance de l’évaporation et de la condensation a été négligée.

Makarieva et Gorshkov attirent l’attention sur le fait que dans des conditions atmosphériques typiques, la pression partielle de vapeur d’eau près de la surface de la terre dépasse largement le poids de l’eau contenue dans l’atmosphère au-dessus de celle-ci. Ils soutiennent que ce déséquilibre peut générer de puissants flux d’air. La force résulte de la façon dont la température et la pression diminuent avec l’altitude dans la troposphère (basse atmosphère). Lorsque la baisse verticale de la température (le « taux de déchéance ») est inférieure à la valeur critique de 1.2 degrés Celsius (° C) par km, l’eau atmosphérique peut rester statique et à l’état gazeux. Mais le taux de déchéance moyen mondial est supérieur à 6 ° C par km. À ces taux plus élevés, la vapeur d’eau monte et se condense. La réduction du volume atmosphérique qui se produit lors de ce changement de phase gaz-liquide entraîne une réduction de la pression atmosphérique. Cette baisse de pression a régulièrement été négligée.

Les courants d’air près de la surface de la Terre s’écoulent là où la pression est la plus basse. Selon Makarieva et Gorshkov, ce sont les zones qui possèdent les taux d’évaporation les plus élevés. Dans les climats équatoriaux, les forêts maintiennent des taux d’évaporation plus élevés que les autres types de couverture, y compris les eaux libres. Ainsi, les forêts puisent de l’air humide d’ailleurs; plus la superficie forestière est grande, plus les volumes d’air humide aspirés sont importants (voir figure 1). Cette humidité supplémentaire monte et se condense à son tour, générant une rétroaction positive dans laquelle une grande partie de l’eau se condensant sous forme de nuages au-dessus des zones humides est aspirée d’ailleurs. Les moteurs (rayonnement solaire) et les concepts et relations thermodynamiques de base sont les mêmes que dans les modèles conventionnels, donc la plupart des comportements sont identiques — la différence réside dans la façon dont la condensation est incorporée.

Les estimations de Makarieva et Gorshkov, intégrant les changements de volume dus à la condensation, impliquent que lorsque le couvert forestier est suffisant, suffisamment d’air humide est aspiré pour maintenir de fortes précipitations à l’intérieur des continents. Les chiffres s’additionnent maintenant: ainsi, la condensation offre un mécanisme pour expliquer pourquoi les précipitations continentales ne diminuent pas invariablement avec la distance de l’océan.

Évaporation et forêts

On distingue deux types d’évaporation. La transpiration est le flux d’évaporation de l’intérieur des plantes; les plantes déterminent ce flux en contrôlant leurs stomates (pores des feuilles et autres surfaces). L’évaporation des surfaces humides, des sols et des eaux libres est également importante. La voie qui contribue le plus à l’évaporation globale dépend des conditions (Calder 2005, Savenije 2004).

Les forêts évaporent plus d’humidité que les autres végétaux, dépassant généralement d’un facteur 10 le flux provenant de la couverture herbacée (Calder, 2005). Les forêts tropicales fermées évaporent généralement plus d’un mètre d’eau par an (Gordon et al. 2005). Certains s’évaporent à plus de deux mètres (Loescher et al. 2005).

L’évaporation des forêts bénéficie de la hauteur et de la rugosité de la canopée, ce qui entraîne des flux d’air turbulents. On a appelé cela « l’effet corde à linge », car c’est la même raison pour laquelle le linge sèche plus rapidement sur une ligne que lorsqu’il est posé à plat sur le sol (Calder 2005). Si l’humidité est suffisante, l’évaporation de la forêt est principalement limitée par le rayonnement solaire et les conditions météorologiques (Calder et al. 1986, Savenije 2004). Les grands arbres tropicaux peuvent transpirer plusieurs centaines de litres d’eau chaque jour (Goldstein et al. 1998).

Les réserves d’eau sont importantes. Les plantes à volumes élevés de tiges permettent à la transpiration de dépasser l’absorption des racines, car les réserves d’eau de la tige sont épuisées le jour et reconstituées la nuit (Goldstein et al. 1998, Sheil 2003). Les arbres (et les lianes forestières) ont généralement des racines plus profondes que les autres végétaux et peuvent ainsi accéder à l’humidité souterraine pendant les sécheresses (Calder et al. 1986, Nepstad et coll. 1994). De nombreux sols forestiers possèdent de bonnes propriétés d’infiltration et de stockage de l’eau — propriétés souvent perdues avec la déforestation (Bruijnzeel 2004). La translocation verticale de l’eau du sol à travers le profil du sol forestier par les racines la nuit peut également être importante (Lee et al. 2005). Dans certains sites, notamment les forêts de nuages et les forêts soumises à des brouillards côtiers, les bryophytes abondantes et le feuillage dense contribuent à une interception efficace de la brume et de la rosée (Dietz et al. 2007).

Makarieva et Gorshkov suggèrent que les forêts peuvent influencer lorsque la pluie tombe. Les précipitations se produisent une fois que l’humidité condensée s’est accumulée et que la flottabilité générée par la montée de l’air humide est suffisamment faible. Ils notent que l’évaporation diminue lorsque les plantes ferment leurs stomates, comme cela se produit souvent dans la seconde moitié de la journée pour atténuer le stress hydrique (Pons et Welschen, 2004). Ce déclin pourrait expliquer pourquoi la plupart des pluies tropicales tombent après midi dans de nombreux milieux terrestres (mais pas marins) (Nesbitt et Zipser, 2003). Cette prédiction nécessite une enquête.

Transects pluviométriques

L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov prédit deux types de tendances pluviométriques de la côte à l’intérieur du continent (suivant une trajectoire de transect perpendiculaire aux isohyètes régionaux; Savenije 1995). Ils proposent et démontrent que, indépendamment de l’emplacement et de la saisonnalité, les transects sans forêt montrent une réduction quasi exponentielle des précipitations annuelles avec une distance croissante de la côte, tandis que les transects bien boisés n’en montrent aucune (figure 2).

Les modèles climatiques mondiaux peuvent correspondre à ces modèles de précipitations, mais ils ne les prédisent pas. C’est une distinction importante. Comme le notent Makarieva et Gorshkov, « il est largement admis que la représentation moderne de la convection atmosphérique dans les MCG est un paramétrage, pas une théorie. »

Précipitations saisonnières

Comment l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov s’applique-t-elle dans les tropiques saisonniers? Ces climats de mousson basculent entre deux états: humide et sec. Ce changement est entraîné par le rythme annuel de l’énergie solaire en dehors des régions équatoriales et son impact différent sur les terres et les mers. Plutôt qu’une explication classique basée sur la température, selon Makarieva et Gorshkov, la commutation dépend des flux d’évaporation relatifs. Pendant les saisons où l’énergie solaire est réduite, les terres évaporent moins d’humidité que les eaux libres (l’évaporation océanique reste importante même en hiver) et les mers puisent de l’air dans les terres, ce qui entraîne une saison sèche (voir figure 1c). Lorsque le soleil revient plus fort, l’énergie solaire est à nouveau suffisante pour que la terre évapore plus d’humidité que les mers voisines, provoquant l’oscillation des courants d’air qui marque les moussons classiques. La commutation dépend des rétroactions positives impliquées dans le système d’évaporation-pluie.

Les variations saisonnières des précipitations tropicales ne sont cependant pas toutes similaires. Une grande partie de l’Amérique du Sud tropicale connaît une saison sèche prolongée, mais sans changement clair des courants d’air circulant vers et depuis la côte (Zhou et Lau, 1998). Notamment, de vastes zones de ces forêts restent vertes pendant la saison sèche en accédant à des réserves d’humidité profondes du sol qui sont reconstituées à chaque saison humide (Juarez et al. 2007, Myneni et coll. 2007). L’évaporation de la saison sèche qui en résulte ne surmonte pas complètement l’influence de la pression atmosphérique inférieure en mer, mais selon Makarieva et Gorshkov, elle peut maintenir la différence faible et augmenter la probabilité de pluie terrestre.

Dans l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov, les saisons humides peuvent commencer plus tôt si elles sont précédées d’une forte évaporation terrestre, et peuvent commencer plus tard (ou pas du tout) si l’évaporation est faible. Cette prédiction est cohérente avec les observations dans le sud de l’Amazonie, où une sécheresse sévère réduit la capacité de la végétation à transpirer et retarde le début de la saison des pluies (Fu et Li, 2004). La perte de forêts et la diminution de l’évaporation peuvent ainsi réduire la pénétration des pluies de mousson et réduire la durée de la saison des pluies.

Contextes spatiaux et états de commutation

Les idées de Makarieva et Gorshkov sont en accord avec, mais vont bien au-delà, les modèles climatiques conventionnels qui impliquent que les systèmes climatiques enclavés, étant moins tamponnés par les océans, sont plus vulnérables au changement de la couverture terrestre que les zones côtières (Zhang et al. 1996), alors que la perte de forêts dans les régions côtières a généralement un impact climatique plus large (van der Molen et al. 2006). Selon Makarieva et Gorshkov, si la forêt quasi continue nécessaire pour transporter l’air humide des côtes vers les intérieurs continentaux est coupée, le flux d’humidité atmosphérique s’arrête. Ainsi, le défrichement d’une bande de forêt près de la côte peut suffire à assécher un intérieur continental humide. De plus, le défrichement d’un nombre suffisant de forêts dans la zone forestière plus vaste peut faire passer le transport net d’humidité de l’océan à la terre à la terre à l’océan, laissant les restes de forêts à dessécher. De toute évidence, ces risques doivent être évalués et compris.

À titre d’illustration, Makarieva et Gorshkov proposent qu’une Australie boisée a été « changée » en désert par des colons préhistoriques. Le brûlage aborigène a réduit les forêts côtières, entraînant une dessiccation continentale. Est-ce crédible? Le jury reste dehors. Les humains sont arrivés en Australie pendant la dernière période glaciaire, alors qu’une grande partie du monde était plus sèche qu’aujourd’hui. Certes, l’Australie a été bien boisée dans le passé, mais, là encore, des épisodes secs se sont produits avant l’arrivée de l’homme (Morley, 2000).

La recherche d’autres preuves

Où d’autre, à part les données de transect et le calendrier des moussons, pourrions-nous chercher des preuves pour ou contre l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov? Vraisemblablement, dans les intérieurs continentaux profonds entourés de forêts en voie de disparition, le motif serait idéal. Malheureusement, là où de bonnes données à long terme sur les pluies et les forêts sont disponibles, elles proviennent des régions côtières, où les climats marins prévalent, et des régions montagneuses, où les précipitations sont régies par le relief. L’observation largement citée selon laquelle un siècle de précipitations enregistrées dans les contreforts maintenant fortement déboisés du Karnataka, dans le sud de l’Inde, n’est associée qu’à une baisse mineure des jours de pluie annuels n’est donc pas très éclairante (Meher-Homji 1980).

Les données sur la variabilité climatique peuvent être plus révélatrices: l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov suggère que la perte de forêts sera associée à une perte de rétroactions stabilisantes et à une instabilité climatique accrue. Dans la forêt atlantique du Brésil, une telle corrélation a été détectée entre une couverture arborescente réduite et une variation locale interannuelle accrue des précipitations (Webb et al. 2005).

Nouvelles investigations

L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov a des implications dans de nombreux domaines différents. Nous en considérons brièvement certains.

Rendements en eau.

La prédiction et la démonstration de Makarieva et Gorshkov de régimes pluviométriques distincts sur les forêts et les transects non forestiers sont convaincantes. Mais ce sont des généralisations: ils ignorent les variations du relief et des types de couverture à l’intérieur de chaque transect, ainsi que l’influence des modèles de circulation de l’air (la direction idéale du transect varie au cours de l’année). Ils ne prédisent pas le comportement de l’air humide sur des transects mixtes forêts / forêts — les régions où le couvert forestier disparaît souvent le plus rapidement. Observations par satellite (p. ex. Wang et coll. 2009) et diverses données existantes, telles que celles du Programme international de géosphère et de biosphère transects, pourraient éclairer davantage ces modèles (voir www.igbp.kva.se ). Outre davantage de données de terrain, des simulateurs locaux et régionaux sont nécessaires pour explorer les mécanismes, les scénarios et les conséquences.

Les compromis hydrologiques dans les paysages modifiés dépendent de l’échelle. Dans la vue standard, bien vérifiée par les données sur le terrain, une réduction marquée du couvert forestier se traduit par une diminution de la perte d’eau par évaporation et une augmentation du ruissellement local (Calder, 2005). En revanche, l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov suggère que l’eau évaporée par les forêts est généralement retournée avec intérêt, de sorte que nous nous attendrions à une baisse des précipitations, entraînant une baisse du ruissellement sur une région plus large, si les forêts sont épuisées.

Feu.

Le rôle des dommages causés par le feu dans la dégradation des forêts est une rétroaction positive établie : une fois qu’une forêt a déjà brûlé ou a été perturbée et endommagée, elle devient plus inflammable et donc plus susceptible de brûler à nouveau (Laurance 2005). L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov ajoute la sécheresse à ce cycle. Le feu endommage les propriétés qui maintiennent les forêts humides et ininflammables — les mêmes propriétés que la pompe de Makarieva et de Gorshkov. Le feu réduit la surface foliaire et les densités racinaires responsables du soulèvement hydraulique, et affaiblit ainsi la capacité de la végétation à maintenir l’humidité du sous-étage. Une évaporation réduite à son tour réduit les précipitations, ce qui entraîne une augmentation des sécheresses, une plus grande inflammabilité et un risque d’incendie accru — ajoutant ainsi une rétroaction positive supplémentaire et indésirable dans le cycle de dégradation.

Rétroactions de végétation.

L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov soulève des questions quant au rôle des rétroactions dans l’écologie du paysage. Par exemple, le comportement phénologique des feuilles le plus compétitif dépend du climat. Parmi les arbres, le feuillage persistant est favorisé par une forte imprévisibilité saisonnière et aussi par une faible variation saisonnière de la disponibilité en humidité, tandis que le feuillage caduc est favorisé par des sécheresses intenses et prolongées ainsi que par une prévisibilité saisonnière (Givnish, 2002). De plus, certains arbres à feuilles caduques affleurent (p. ex., produisent de nouvelles feuilles) bien avant — et certaines seulement après – l’arrivée des pluies, les premières étant favorisées dans des contextes saisonniers plus prévisibles et les secondes dans des conditions plus irrégulières. L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov implique que ces comportements, en affectant les taux d’évaporation, influenceront le climat. Dans les régions de mousson, la végétation à feuilles persistantes et à feuilles caduques précoces encourage la saison sèche à se terminer plus tôt et plus régulièrement, tandis que les forêts à feuilles caduques tardives connaissent des saisons sèches plus longues. En appliquant l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov, nous nous attendons à ce que ces comportements phénologiques favorisent les conditions climatiques auxquelles ils sont les mieux adaptés.

Mais tous les retours ne sont pas nécessairement positifs. Par exemple, les lianes à feuilles persistantes constituent une proportion importante de la canopée de nombreuses forêts tropicales saisonnières, où leur dominance semble favorisée par la longue saison sèche (Schnitzer, 2005). Toute augmentation des précipitations qui en résulte devrait favoriser les arbres par rapport aux lianes.

Évolution et stabilité émergente.

Les forêts ont-elles évolué pour générer de la pluie? Cette idée touche aux possibilités très discutées du comportement auto-stabilisant émergent (ou « Gaia »; par exemple, Lenton et van Oijen 2002). Les arbres et les forêts ont évolué à de nombreuses reprises dans l’histoire de la Terre, suggérant une tendance répétée à générer des habitats terrestres riches et auto-arrosants. Comme l’illustrent les discussions précédentes, il existe des possibilités d’interactions auto-stabilisantes (voir également Makarieva et Gorshkov 2007). Mais, comme les propriétés requises pour une pompe forestière efficace profitent également aux arbres individuels, il semble que toute pompe émerge comme une conséquence évolutive de la compétition au niveau individuel – elle augmente l’étendue de la forêt, mais ce n’est pas pour cela qu’elle a évolué.

Paléoclimats.

L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov, avec son changement climatique, apporte de nouveaux rebondissements à de vieilles controverses. L’arrivée de l’homme dans des régions précédemment inhabitées au cours des 50 000 dernières années est invariablement associée à des extinctions, en particulier chez une faune plus grande (comme dans l’exemple de l’Australie mentionné ci-dessus). Le rôle concomitant du changement climatique, considéré comme un phénomène naturel, continue d’être débattu (Koch et Barnosky 2006). Si de graves impacts climatiques pourraient résulter de manière plausible d’anciens changements d’habitat induits par l’homme, la séquence des événements devra être réévaluée dans ce cadre.

L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov ne nous dit pas comment les forêts peuvent être rétablies après les événements catastrophiques qui ponctuent l’histoire de la Terre (Morley 2000). Cette question nous obligera à démêler les processus de rétroaction et les seuils qui fonctionnent spatialement à différentes échelles, et les influences qui agissent sur eux. Certes, l’hypothèse ne soutient pas que de tels verdissements ne peuvent pas se produire. Vraisemblablement, une forêt peut s’établir même dans un site côtier humide où les précipitations diminuent de façon exponentielle avec la distance de la côte, et elle peut avancer progressivement à l’intérieur des terres, attirant de l’air humide avec elle. L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov peut clarifier comment l’Amérique du Sud, mais pas l’Afrique, a réussi à maintenir des climats intérieurs humides à grande échelle à travers les glaciations passées. Peut-être qu’en Afrique, la présence de grands herbivores et d’humains ancestraux avec le feu a influencé l’équilibre entre la végétation forestière et non forestière, réduisant la stabilité et permettant au climat de changer.

Végétation gérée.

Contrairement à Makarieva et Gorshkov, qui proposent que seules les forêts naturelles et intactes peuvent maintenir une pompe atmosphérique fonctionnelle, nous soupçonnons que les forêts secondaires et les plantations peuvent avoir des propriétés d’évaporation souhaitables (voir, par exemple, Olchev et al. 2008). Bien que l’inflammabilité plus élevée d’une telle végétation suggère un environnement moins humide, ce qui implique une pompe moins efficace, de telles propriétés ne sont pas inévitables et peuvent être influencées par la gestion. Ces propriétés doivent être étudiées.

Déserts verdoyants.

Pourrions-nous un jour boiser les déserts du monde ? L’hypothèse de Makarieva et Gorshkov suggère que nous pourrions. Contrairement à la plupart des modèles conventionnels, les calculs de Makarieva et Gorshkov impliquent qu’une fois les forêts établies dans ces régions, la pompe biotique serait suffisamment puissante pour les arroser. Malgré les échelles et les défis techniques et éthiques inévitables, de tels projets peuvent devenir plus faciles à financer et à mettre en œuvre à mesure que les concentrations de dioxyde de carbone augmentent (Brovkin 2002).

Perspectives

Si l’hypothèse de Makarieva et Gorshkov s’avère valide, des questions importantes subsisteront concernant la façon dont le mécanisme de la pompe biotique interagit avec d’autres processus pour fournir un compte rendu plus complet du climat local, régional et mondial. Si l’hypothèse s’avère erronée, un mécanisme pour expliquer les intérieurs continentaux humides sera toujours nécessaire.

L’acceptation de la pompe biotique ajouterait aux valeurs que la société accorde au couvert forestier. En soulevant des préoccupations régionales concernant l’eau, l’acceptation de la pompe biotique de Makarieva et de Gorshkov exige l’attention de divers acteurs locaux, y compris de nombreux acteurs qui, autrement, se soucieraient peu du maintien du couvert forestier.

Remerciements

Nous remercions Anastassia Makarieva, Victor Gorshkov, Antonio Nobre, Ian Calder, Meine van Noordwijk, Wolfgang Cramer et trois critiques anonymes pour leurs précieux commentaires. Nous remercions également Claire Miller et Miriam van Heist pour leurs suggestions éditoriales, ainsi que la Bibliothèque du CIFOR et la Bibliothèque de Wageningen pour la localisation des références. D. S. a été soutenu par une subvention de la Commission européenne au Centre de recherche Forestière internationale et par le soutien de la Wildlife Conservation Society à l’Institut de Conservation des Forêts Tropicales.

Références citées

Notes de l’auteur