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Amazonie: en voie de devenir un émetteur de gaz à effet de serre

27 avril 2021
Cédric
Cédric

L’Amazonie représente la plus grande étendue de forêt tropicale de la planète. Elle est le moteur d’un système climatique et hydrologique régional partiellement autosuffisant dont le risque d’effondrement est de plus en plus avéré. Les impacts humains dans le bassin sont divers, reflétant les nombreuses unités écologiques, politiques, socio-économiques et culturelles qui se trouvent à l’intérieur de ses frontières. Après une période transitoire de déforestation réduite et d’optimisme, l’augmentation de la conversion agricole et les activités d’exploitation forestière accélèrent à nouveau la destruction de la forêt. Cette résurgence a renouvelé les craintes que la région s’approche rapidement d’un « point de basculement ». De nombreuses études répertorient le taux rapide de déforestation et de dégradation des forêts ainsi que les rejets de CO2 qui l’accompagnent et le bilan net de carbone de la région. Cependant, la dynamique du carbone n’est qu’une composante des multiples interactions du bassin amazonien avec le climat. Ici, les auteurs présentent une synthèse de la littérature scientifique à propos des effets climatiques dépendants des agents anthropiques et naturels dans le bassin amazonien.

 

Forçage climatique net à l’échelle du bassin

Malgré l’augmentation des données traitant de divers aspects du rôle du bassin amazonien dans la régulation du climat, un examen synthétique des estimations les plus récentes des émissions de CO2, CH4, N2O et de carbone noir montre :

  • Une incertitude élevée quant à l’ampleur des émissions liées au climat du bassin
  • Un désaccord sur la meilleure façon de rendre compte de leur forçage climatique par rapport au CO2
  • Le rôle critique que jouent les agents de forçage climatique sans CO2 dans la détermination de l’impact du bassin sur le système climatique mondial.

Même en tenant compte de l’incertitude, l’intégration de la série d’agents de forçage pour lesquels des données sont disponibles conduit à la conclusion que l’effet biogéochimique net actuel du bassin amazonien est susceptible de réchauffer l’atmosphère.

Forceurs et processus climatiques individuels

Gaz carbonique

L’échange net de CO2 entre l’Amazonie et l’atmosphère reflète l’équilibre de l’absorption par la production primaire et la perte par la respiration, la décomposition des résidus végétaux dans les sols et l’eau et la combustion de la biomasse. En raison de la taille du bassin total (la forêt amazonienne stock environ 150 à 200 Pg de carbone), même des changements proportionnellement faibles représentent un changement significatif dans les échanges de CO2 avec l’atmosphère.

Le changement d’affectation des terres et la dégradation des forêts constituent le principal moteur des émissions de CO2 de l’Amazonie. Si l’on considère à la fois le dégagement et la régénération entre 1996 et 2017, ces pertes se situaient entre 4,86 ​​et 5,32 Pg de carbone.

Entre 1990 et 2007, le bassin a semblé agir comme un fort puits de carbone de la végétation sous forme de CO2 avec une absorption de 0,42 à 0,65 Pg de carbone par an ; cependant, des travaux récents suggèrent que l’efficacité de de puits de carbone n’a cessé de diminuer. La conversion des terres, la sécheresse et la mortalité des arbres à long terme ont entraîné une réduction de 1/3 de la biomasse au cours de la dernière décennie par rapport aux années 1990.

Les mesures de la colonne d’air par aéronef suggèrent que le bassin dans son ensemble a en fait perdu 0,48 ± 0,18 Pg de carbone l’année la plus sèche, en 2010, et était neutre en carbone pendant l’année la plus humide en 2011. Les données d’enquête indiquent une réponse prononcée à la sécheresse et une absorption moyenne à long terme de la végétation de seulement 0,39 ± 0,10 Pg de carbone par an, bien inférieure à celle des décennies précédentes. Plus inquiétant encore, entre 2010 et 2017, le bassin semble avoir agi comme une source nette de carbone avec une libération de ~0,3 ± 0,2 Pg de carbone par an. Les épisodes de sécheresse à l’échelle régionale peuvent réduire les gains de biomasse même dans les zones sans déficit de précipitations. Pris ensemble, l’ensemble des recherches sur la dynamique des flux de C dans le bassin amazonien fournit des preuves irréfutables que l’un des plus grands puits de carbone de la Terre est en souffrance et risque de devenir une source régulière de carbone.

Les principales sources à court terme comprennent la combustion et la déforestation associées à la conversion à l’agriculture, aux industries d’extraction ou aux barrages. Bien que les incendies allumés directement à des fins de déforestation aient toujours été le principal moteur des émissions liées aux incendies, les incendies qui traversent les forêts touchées par la sécheresse sont de plus en plus réguliers et devraient augmenter.

Le pool de carbone du sol est particulièrement vulnérable aux pertes catalysées par l’utilisation des terres et le changement climatique. La plus grande proportion de carbone du sol est stockée dans les 50 premiers centimètres et diminue géographiquement le long d’un gradient d’âge et d’évolution du sol de l’ouest à l’est de l’Amazonie. La conversion des forêts en pâturages, diminue le stockage de la matière organique du sol dans les 30 premiers centimètres d’environ 20%, la plupart du carbone étant respiré sous forme de CO2 ou érodé dans les cours d’eau. On s’attend à ce que les températures du sol plus chaudes augmentent la respiration microbienne, augmentant encore la perte de carbone dans le sol. Les observations de la forêt primaire dans le centre de l’Amazonie suggèrent une perte de 2,98 Mg de carbone par hectare sur les 20 premiers cm du sol entre 1984 et 2012, attribué potentiellement au réchauffement climatique.

Les environnements aquatiques amazoniens sont également un important canal de transport, stockage et traitement du carbone entre la terre et l’océan. En cours de route, ils transforment et libèrent de la matière organique sous forme de CO2. Les évaluations régionales des émissions ont initialement conclu que le dégazage des rivières et des terres humides représente une source annuelle de 470 Tg de carbone par an. Estimation multipliée par 4 d’après de récentes études prenant en compte les ruisseaux, les petites rivières, les lacs, les plaines inondables. Le carbone et les nutriments associés libérés dans l’océan Atlantique par le panache de l’Amazone entraînent un puits de carbone substantiel. Cependant, les plaines inondables et les zones au large du littoral où l’eau douce reste non mélangée à l’eau de mer pourraient également représenter des sources importantes de CH4 et de CO2 et réduiraient effectivement l’ampleur du puits de carbone du panache amazonien. À travers le continuum terre-océan, le CO2 (et aussi le CH4) généré par la respiration microbienne dans le sol peut être transporté par les eaux souterraines vers les ruisseaux et les rivières d’ordre supérieur.

 

Amazon gaz co2 climat

Forceurs et processus sans CO2

Gaz traces

L’Amazonie supporte les flux d’une gamme de gaz à l’état de traces significatifs sur le plan climatique, passant souvent d’un puits à une source en réponse à des changements saisonniers prononcés fluctuant au grés des inondations ou des modifications anthropiques.

Le N2O et le CH4 sont les mieux caractérisés et les plus significatifs de ces gaz, et on pensait que pour les écosystèmes non perturbés, l’impact sur le réchauffement climatique du N2O et du CH4 émis était à peu près équilibré avec celui du CO2 absorbé par la végétation. Cependant, des travaux plus récents suggèrent que les émissions de CH4 des arbres des zones humides dépassent en fait leur effet de puits de carbone.

Les sols des hautes terres et la combustion de la biomasse agissent également comme des sources nettes d’oxyde nitrique (NO) et de dioxyde d’azote (NO2) dans l’atmosphère. Bien qu’ils ne soient pas des gaz à effet de serre en eux-mêmes, ces composés sont impliqués dans la formation d’ozone et de CH4 radioactifs dans la troposphère.

De plus, une quantité importante de monoxyde de carbone (CO) est émise par la déforestation amazonienne, en particulier lorsque la biomasse est brûlée. Ce CO prolonge la durée de vie du CH4 en éliminant les groupement hydroxyles dans l’atmosphère. Il est également converti en CO2 qui augmente l’impact carbone de la déforestation de 2,4 à 2,8%.

 

Les Composés Organiques Volatils biogène (BVOC)

Ils sont produits lors de divers processus végétaux comme la croissance ou la communication, la réponse au stress thermique, ainsi que par les sols et les champignons. Ils sont précurseurs à la croissance d’aérosols. Les émissions de BVOC sont importantes mais peu caractérisée.  Elles représentent 1 à 6% de l’activité carbone de l’Amazonie. La compréhension des facteurs de base des émissions à l’échelle de la feuille est nécessaire pour réussir à calculer des estimations fiables sur les émissions de l’Amazonie.

 

Aerosols

Les aérosols sont des petites particules en suspension dans l’atmosphère mesurant quelques nanomètres jusqu’à quelques micromètres. Ils absorbent et dispersent le rayonnement solaire et peuvent induire des précipitations puisqu’ils sont à la base la formation des nuages (fournissant leurs noyaux), soutenant ainsi le cycle hydrologique.

Les aérosols du bassin amazonien sont issus de la combustion de la biomasse et une production faible de composants d’aérosols biologiques primaires et secondaires :

  • Les particules primaires sont produites par la flore (libération de pollen et de spores fongiques, de débris de feuilles, de microbes en suspension et de fragments de matériel biologique)
  • Les secondaires sont formés en raison de l’oxydation photochimique atmosphérique et de la condensation de gaz traces, y compris les composés volatils se déposant sur des particules préexistantes ou nucléant de nouvelles particules.

L’augmentation des émissions d’aérosols due aux changements anthropiques affecte directement le système en raison des changements d’albédo de surface et indirectement en agissant comme des noyaux de condensation nuageuse. La conversion des forêts en cultures et pâturages modifie également les taux d’évaporation, ce qui entraîne des changements dans la teneur en vapeur d’eau atmosphérique et renforce encore l’effet de la déforestation sur le bilan radiatif (la puissance solaire reçue par la Terre).

 

Aérosols de carbone noir

Le black carbon, ou carbone noir est une matière particulaire supérieur à 2,5 μm de diamètre, formée principalement par la combustion incomplète de combustibles fossiles, de biocarburants et de biomasse, bien que le terme soit utilisé pour décrire des composés avec des définitions variables.

Les aérosols libérés absorbent directement le rayonnement (ce qui réchauffe l’atmosphère) et réduisent le rayonnement atteignant la végétation, mais provoquent également des boucles de rétroactions climatiques dont il a été démontré qu’elles augmentent les sources de carbones nette dans la forêt amazonienne de 1,9 à 2,7%.

Les flux totaux de black carbon dissous dans l’Amazone ont été estimés à 1,9-2,7 Tg par an, la plupart étant d’origine moderne. Les incendies généralisé et intensifié par la sécheresse augmenteront très probablement significativement les émissions à l’avenir.

 

Ozone

L’ozone troposphérique (O3) est un gaz trace hautement réactif qui joue un rôle majeur dans la chimie atmosphérique et agit comme un gaz à effet de serre et un polluant atmosphérique, ce qui a des effets néfastes sur la santé humaine, les cultures et la végétation.

Avec l’augmentation de la combustion de la biomasse, la déforestation, la conversion des terres agricoles à haute intensité et l’urbanisation rapide en Amazonie, les émissions anthropiques de précurseurs d’O3 sont à la hausse

Une sécheresse intense telle que prévue par les futurs scénarios de changement climatique et un changement rapide d’utilisation des terres dans la région auront tendance à augmenter les concentrations d’O3. La conversion des forêts tropicales amazoniennes en pâturages ou autres terres agricoles peut donc réduire le puits O3 forestier existant.

 

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 Variation des gaz attendues en fonction des activités humaine et climatique

Albedo

La conversion des forêts en pâturages ou en terres cultivées à tendance à augmenter l’albédo (le pouvoir réfléchissant d’une surface), à la fois parce que le couvert forestier relativement sombre absorbe plus de rayonnement que les zones ouvertes plus réfléchissantes et en raison de la formation d’aérosols due aux feux de défrichage.

 

Pour en savoir plus sur l’albédo et ses conséquences dans l’arctique c’est ici !

 

Evapotranspiration

L’évapotranspiration en Amazonie est un moteur essentiel du climat local, via le refroidissement de surface et le recyclage de l’eau, et exerce un contrôle important sur la configuration de la végétation dans tout le bassin.

L’augmentation de la durée de la saison sèche conduit également à une croissance réduite des forêts, qui sont à leur tour plus vulnérables au stress de la sécheresse et à un plus grand risque d’incendie.

Même de modestes réductions des précipitations dues à la déforestation peuvent réduire l’énergie potentielle convective disponible ce qui a pour finalité l’asséchement de l’atmosphère. Cet assèchement pourrait réduire l’étalement de la foret Amazonienne de 10 à 13% supplémentaire.

 

Modifications anthropiques

Déforestation et utilisation des terres

Historiquement, « l’arc de déforestation » brésilien le long des lisières sud et sud-est de la forêt (en grande partie un produit de la culture du soja et de la production de viande) était l’épicentre de la déforestation dans le bassin amazonien, tandis que plus petit- les processus liés à la migration à grande échelle ont dominé la zone andine, et l’extraction de l’or était plus intense dans le bassin nord.

Ces dernières années, cependant, d’autres pays de la région, comme le Pérou et la Bolivie, ont également connu une déforestation à grande échelle. Dans le cas du Pérou, l’industrie de l’huile de palme, combinée à la pression de l’extraction artisanale d’or dans le sud, a déclenché une déforestation rapide, tandis que l’Amazonie bolivienne a été plus fortement impactée par la production de soja.

En Amazonie brésilienne, les taux de déforestation ont augmenté de plus de 60% depuis 2012 (4 600 km2 par an) avec ~ 7 420 km2 par an perdus entre 2016 et 2018. En 2019, première année de l’administration présidentielle de Bolsonaro, 9 762 km2 ont été déboisés, une augmentation de 30% par rapport à l’année précédente. Les pertes croissantes de forêts sont liées à des actions politiques nationales et étatiques qui compromettent les droits fonciers autochtones, limitent le suivi et l’application, et tentent d’empêcher les organisations non gouvernementales de conservation.

 

Déforestation Amazonie

Vue aérienne de drone de la déforestation dans la forêt amazonienne. Arbres coupés et brûlés illégalement pour ouvrir des terres pour l’agriculture et le bétail dans la forêt nationale de Jamanxim, Para, Brésil.

Feu

Après une diminution générale par rapport à la décennie précédente, le taux élevé de détection des incendies en 2019 était fortement lié à une forte hausse de la déforestation, caractérisée par les taux les plus élevés observés depuis 2008. Cette année a également été caractérisée par un nombre de feux exceptionnellement élevé dans les aires protégées et associé à un changement de gouvernance qui a fortement réduit les protections environnementales et l’application de la loi.

Même dans les périodes de conversion des terres ralentie, les émissions brutes des incendies qui traversent les forêts affectées par la sécheresse peuvent compenser la moitié du carbone provenant de la réduction de la déforestation. L’incidence des incendies en Amazonie brésilienne a augmenté de 36% lors de la sécheresse de 2015, portant la superficie totale touchée par tous les incendies à environ 800 000 km2.

Les changements climatiques prédits par les modèles sont susceptibles d’amplifier la vulnérabilité aux incendies, de sorte que les incendies associés à la sécheresse, l’une des principales causes de dégradation des forêts, peuvent dépasser ceux résultant directement de la déforestation. Les projections suggèrent qu’une intensification des feux dans le sud de l’Amazonie pourrait doubler la superficie brûlée à 16% d’ici 2050, mais cet impact pourrait être considérablement réduit en évitant une nouvelle déforestation. La récupération du diamètre basal peut se produire après un incendie, mais les ouvertures de la canopée et l’assèchement de la biomasse facilitent les futurs incendies, et le résultat est souvent une transition stable dans la structure et la composition de la forêt, une biodiversité réduite et une perte de biomasse.

 

Visitez aussi notre article sur l’incendie du parc national de Biebrza et les dangers des feux en France

Agriculture

Historiquement, la déforestation en Amazonie a été dominée par l’élevage bovin, bien que l’impact de la production de soja ait augmenté régulièrement. Les deux pratiques sont liées entre elles, car les éleveurs de bétail dans les frontières consolidées vendent leurs terres aux producteurs de soja et font par la suite avancer de nouvelles frontières d’élevage plus profondément dans le bassin

Les pratiques de gestion des terres après la déforestation sont aussi importantes pour déterminer la dynamique du carbone et les émissions de CO2 que les changements de couverture terrestre. L’utilisation du feu ou de machines pour enlever le matériel végétal après la déforestation et préparer le sol, l’introduction d’espèces exotiques de pâturage et de légumineuses, l’utilisation d’engrais pour augmenter la productivité des pâturages et augmenter l’intensité des pâturages sont des pratiques courantes de gestion des terres en Amazonie.

 

Construction de réservoir

Le système complexe de drainage fluvial du bassin amazonien est interrompu par plus de 190 barrages, avec 246 réservoirs hydroélectriques supplémentaires prévus ou actuellement en construction. Ces structures créent une fragmentation de l’habitat qui inhibe la migration des espèces, modifie les profils thermiques des rivières, réduit la qualité de l’eau et modifie la fréquence, le moment et l’étendue des inondations dans les écosystèmes des zones humides et d’eau douce, tout en agissant comme des sources potentielles de traces de gaz et CO2. Dans les systèmes non modifiés, le transport des sédiments par les rivières amazoniennes déplace le carbone organique et les nutriments associés vers l’aval, avec une partie du carbone déposée dans les lacs de plaine d’inondation.

Les barrages interrompent ce transport naturel, avec des conséquences sur la productivité fluviale et la pêche. Bien que les barrages compensent les émissions de l’électricité dérivée de combustibles fossiles, leur impact net sur le climat peut être plus important que les centrales électriques qu’ils supplantent. Une tentative d’estimer les émissions potentielles des futurs réservoirs a suggéré que certaines pourraient émettre plus que les centrales à combustibles fossiles pendant de nombreuses années. Cependant, les données actuelles souffrent d’une couverture spatio-temporelle inadéquate et de la construction de barrages retardés de plusieurs années, ce qui rend les estimations régionales très incertaines.

 

Extraction minière et pétrolière

L’exploitation minière et pétrolière a des effets à la fois directs (déforestation, perturbations riveraines, sédimentation fluviale et pollution par le mercure / pétrole) et indirects (développement des infrastructures, chasse illégale, chasse excessive et incendies de forêt) sur la biogéochimie de l’Amazonie. Entre 2005 et 2015, la déforestation au-delà des limites des baux d’exploitation minière a été estimée à 11 670 km2, soit près d’un dixième du total des pertes forestières amazoniennes au cours de cette période dans la région de Madre de Dios, en Amazonie péruvienne, l’exploitation aurifère est responsable de la déforestation d’environ 61 km2 par an, dont la moitié est constituée par l’exploitation minière illégale le long des routes et des cours d’eau. Bien que la plupart n’aient pas encore été défrichés, les intérêts miniers enregistrés couvrent plus de 1 000 000 km2 d’Amazonie, y compris des zones autochtones ou strictement protégées avec des plans pour ouvrir au moins deux autres grandes zones au nord du fleuve Amazone à l’exploitation minière.

 

Chasse et surpêche

Les changements induits par les animaux dans la composition des communautés végétales peuvent avoir de fortes implications sur la biomasse végétale, et donc sur les stocks de carbone et les taux d’absorption futurs, mais n’ont été explorés que par une poignée d’études. Sur terre, la disparition des frugivores de grande taille (tels que les grands primates et les tapirs) par la chasse excessive a un impact sur la composition de la communauté forestière en remplaçant les espèces d’arbres à gros grains et à haute densité de bois par des espèces à petites graines et à faible densité en raison de la dispersion limitée. La surexploitation affecte jusqu’à un tiers de la forêt restante en Amazonie brésilienne, et les données de terrain ainsi que les modélisations indiquent que l‘élimination des grands frugivores réduit la biomasse forestière aérienne de 3 à 6% en moyenne et jusqu’à 38% dans certaines zones. De même, la surpêche généralisée des grands poissons d’eau douce frugivores compromet la dispersion des graines et peut entraîner des impacts similaires, bien que les données d’évaluation soient très limitées. Malgré l’importance de la pêche et les nombreuses menaces pour la biodiversité aquatique dans le bassin, la conservation du biote d’eau douce est limitée par rapport à la faune terrestre.

Amazonie deforestation

A perte de forêt 2001-2019

B incendies 2001-2019,

C zones agricoles et bovines

D hydroélectricité et réservoirs

E zones d’extraction de pétrole et d’exploitation minière

F zones de pêche et de chasse

Conclusion et place de la France

 

Bien qu’il reste encore beaucoup à apprendre, les impacts des agents de changement sur le flux et le stockage de carbone, l’albédo et l’évapotranspiration dans le bassin amazonien sont bien connus. De plus en plus de preuves indiquent l’importance des flux de gaz traces et de composés sans CO2 (en particulier le CH4), bien que l’on en sache beaucoup moins sur leur modèle et leur ampleur (en particulier dans le cas des BVOC). Malgré cette incertitude généralisée, il est de plus en plus évident que ces agents de forçage sans CO2 ont un impact au moins aussi important sur le climat régional et mondial que le carbone. 

Après une décennie d’espoir d’une transition vers un modèle de développement plus durable, la déforestation rapide et le changement d’utilisation des terres sont revenus en Amazonie et ce changement résurgent a recentré l’attention sur le sort des vastes stocks de carbone du bassin.

Les importations massives de soja en France (entre 3,5 et 4,2 millions de tonnes par an), destinées à nourrir nos animaux d’élevage, proviennent majoritairement d’Amérique du Sud, où cette culture, comme vous l’avez lu, contribue à la déforestation et à la destruction d’écosystèmes naturels. Le gouvernement a pourtant publié en 2018 une Stratégie nationale de lutte contre la déforestation importée (SNDI) visant à éliminer la déforestation liée à nos importations. « Malgré les belles déclarations du président pour “sauver l’Amazonie” lors du G7 en 2019, la France n’a entrepris aucune action significative, dénonce Cécile Leuba.

En effet Emmanuel Macron « dénonce la destruction de l’Amazonie brésilienne ou bolivienne mais parallèlement attribue 360 000 hectares de forêt aux multinationales minières en Guyane ». Enfin, la France refuse toujours de ratifier la convention 169 de l’organisation internationale du travail qui pourrait permettre de reconnaître le droit des Peuples autochtones.

 

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Bibliographie

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