Getting the dirt on climate change

Sur la piste du changement climatique

Des chercheurs d'Antigonish, en Nouvelle-Écosse, analysent l'incidence de l'aménagement forestier sur l'émission de gaz à effet de serre
1 novembre 2005
Dans une chambre d’hôpital, une soignante inquiète se penche sur la forme endormie d’un malade, puis consulte le graphique en dents de scie des températures. Les soubresauts répétés de la fièvre confirment la gravité de l’état du patient.
 

Transposons maintenant ce scénario à l’Environmental Sciences Research Centre (ESRC), le centre de recherche en sciences de l’environnement de l’Université St. Francis Xavier à Antigonish, en Nouvelle-Écosse. Le patient est la planète Terre. Lisa Kellman, nouvelle titulaire de la Chaire de recherche du Canada en sciences de l’environnement, est la soignante et ce qu’elle consulte avec attention, ce sont les températures du sol des forêts du Canada Atlantique en vue de mesurer les émissions de gaz à effet de serre et de faire le lien entre les données recueillies et l’évolution des pratiques d’aménagement forestier.

« Fondamentalement, si vous augmentez la température du sol, vous augmentez le taux suivant lequel la nécromasse est convertie en CO2 puis relâchée dans l’atmosphère », indique Lisa Kellman. « Quand on coupe les arbres, le sol se réchauffe. »

D’autres éléments importants permettent d’évaluer le taux de décomposition des sols, comme le taux d’humidité, la qualité de la matière organique et l’équilibre nutritif. Les chercheurs analysent comment ces divers facteurs interagissent dans le contrôle des taux de décomposition et, par conséquent, du taux d’émission de CO2 dans l’atmosphère.

L’équipe de Mme Kellman s’intéresse particulièrement à la mesure et à l’analyse de ces signes vitaux du sol. Ne se fiant pas aux lectures de surface, les chercheurs effectuent des sondages dans le sol afin de détecter tout changement dans les quantités, la qualité et la distribution de carbone organique et les variances correspondantes des émissions de gaz à effet de serre. L’équipe testera également des échantillons en laboratoire en vue d’établir des liens entre ses observations et les travaux exécutés en surface.

Pourquoi tout cela est-il si important? Avec la quantité de CO2 que dégagent nos automobiles et nos usines, en quoi une faible émission provenant de la matière en décomposition des forêts peut-elle être si nocive? Le compostage n’est-il pas une bonne chose?

Pas nécessairement. Soulignons d’abord que les sols retiennent approximativement deux fois plus la masse de carbone que l’atmosphère. Selon certaines variables telles que la température, le niveau d’humidité et le type et la quantité de nécromasse, les sols peuvent retenir plusieurs fois la masse de carbone qui est emmagasinée dans la végétation de surface. Alors, quand il est question de niveaux de CO2, il faut prendre en considération le rapport entre le carbone qui est emmagasiné dans le sol et celui qui est libéré dans l’atmosphère.

Le gigantesque écosystème forestier qui couvre environ 35% du territoire canadien a été surnommé le poumon de l’Amérique du Nord, puisqu’il « inhale » du CO2 et « exhale » de l’oxygène. Le carbone s’accumule naturellement dans le sol forestier. Tant que le couvert forestier préserve la fraîcheur du sol grâce à la végétation, la zone emmagasine plus de carbone qu’elle n’en émet.

Cependant, si la végétation est fortement perturbée, le sol perd cette protection et, à mesure qu’il se réchauffe, le CO2 et d’autres gaz à effet de serre sont relâchés dans l’atmosphère. En fait, les sols forestiers qui ont été perturbés par de mauvaises pratiques forestières, des incendies ou des maladies constituent les sources majeures d’émissions causées par l’homme. Voilà pourquoi la chercheuse et ses étudiants s’intéressent au sol, à sa température et à d’autres contrôles de la décomposition. Ces éléments leur indiquent en quoi les activités humaines modifient les échanges entre le sol et l’atmosphère.

« En mesurant et en quantifiant ces changements, nous sommes en mesure de pronostiquer et, donc, de prendre des décisions qui permettront de minimiser les bouleversements des systèmes naturels », indique Lisa Kellman.

Retombées

Pour la première fois cette année, les changements climatiques ont été au centre des discussions du Sommet du G8. Les dirigeants du monde se sont engagés à agir avec fermeté et diligence pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, améliorer l’environnement à l’échelle planétaire, accroître la sécurité énergétique et diminuer la pollution atmosphérique.

Les recherches de Lisa Kellman consolideront l’apport du Canada à ces objectifs communs. Les connaissances de pointe que les scientifiques auront acquises sur le stockage du carbone dans les sols forestiers des provinces de l’Atlantique permettront de négocier les dispositions liées à l’évolution de l’utilisation des sols et à la foresterie contenues dans le Protocole de Kyoto. Elles contribueront également à la mise en œuvre du Plan du Canada sur les changements climatiques.

« Nous devons avoir une bonne compréhension scientifique des processus complexes qui contribuent à l’émission de gaz à effet de serre par les écosystèmes terrestres, indique la chercheuse. En étudiant la façon dont les activités humaines modifient le cycle biogéochimique du carbone et de l’azote dans ces systèmes, ainsi que les conséquences des émissions de gaz à effet de serre, nous serons mieux à même de faire des prévisions et d’adopter des mesures de réduction. »

Mike Lavigne, du Service canadien des Forêts, abonde dans le même sens. « À court terme, les connaissances que nous aurons acquises grâce à des recherches comme celles de Lisa Kellman, aideront le Canada à déterminer les moyens qui lui permettront d’honorer son engagement par rapport à Kyoto. À plus long terme, elles contribueront à une meilleure compréhension du rôle des forêts dans le rythme des changements climatiques. »

Partenaires

Actuellement, l’industrie forestière ignore encore quels effets les changements climatiques dus aux effets serres auront sur l’approvisionnement en bois à court terme. Toutefois, elle reconnaît la nécessité d’agir face au changement biogéochimique du sol et d’adapter les pratiques de gestion forestière en conséquence, de manière à maintenir l’approvisionnement en bois et assurer la survie de l’industrie forestière. Les recherches de Lisa Kellman permettront de faire des prévisions plus précises concernant l’incidence du changement climatique sur les forêts aménagées et sur l’approvisionnement en bois destiné à l’industrie forestière.

C’est ce qui explique la grande collaboration qu’a apportée l’industrie aux recherches de Mme Kellman. Les étudiants de la chercheuse ont accès en tout temps aux installations et aux modèles informatisés de deux grandes papetières de l’Atlantique, Stora-Enso et Kimberley-Clark. Dans un projet pressenti, un étudiant de maîtrise effectuera des tests et des évaluations sur un modèle sectoriel visant à maximiser le stockage de carbone dans les sols forestiers. C’est la quête de pratiques forestières durables qui unit ces étudiants en environnement aux géants de l’industrie.

Joignant ses efforts à ceux de Hugo Beltrami, également de l’ESRC, Lisa Kellman participe à l’établissement d’un réseau de stations de surveillance du climat dans le secteur de la Nouvelle-Écosse en vue de recueillir des données climatiques de surface et souterraines. À l’aide de matériel de pointe, les chercheurs sont en mesure d’examiner les éléments chimiques (isotopes) dans les données collectées, ce qui pourrait leur donner une connaissance plus précise des processus qui contribuent aux émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Somme toute, le pronostic de Mme Kellman est bon « pourvu que nous prenions le temps de comprendre et de gérer le processus », précise-t-elle.

Pour en savoir plus

La Voie verte est la ressource Internet météorologique et environnementale d’Environnement Canada. Elle vise à aider les Canadiens à communiquer, échanger de l’information et partager des connaissances afin qu’ils soient en mesure de prendre des décisions éclairées en matière d’environnement.

Apprenez-en davantage sur le projet Global Change and Terrestrial Ecosystem (GCTE).