Le suivi de l'évolution des stocks de carbone de la biomasse végétale est essentiel pour mieux comprendre et prévoir les effets du changement climatique, ainsi que les incidences directes des activités humaines sur ces écosystèmes. Forts d'une expertise en analyse d'images satellitaires, et grâce au développement d'une nouvelle méthode, des chercheurs du LSCE, avec l'Inrae, ont pour la première fois cartographié l'évolution annuelle de la biomasse forestière mondiale entre 2010 et 2019.
Ils se sont appuyés sur les seules données permettant d'estimer de façon globale les stocks de carbone aériens : celles relatives à l'indice de végétation, appelé L-VOD, obtenu à partir des observations spatiales du satellite Smos dans le domaine des micro-ondes. Or, l'application du L-VOD sur l'ensemble du globe est limitée par la perturbation du signal ; une perturbation due à sa sensibilité aux changements de teneur en eau de la végétation, ainsi qu'aux interférences radio dans les longueurs d'onde détectées par le satellite.
Pour éliminer ces deux effets, les scientifiques ont conçu une méthode de double filtrage, s'appuyant notamment sur la décomposition temporelle du signal (variations saisonnières, tendances, etc.). Puis, ils ont ajouté la biomasse souterraine (racines) à l'aide d'une carte mondiale du rapport entre cette biomasse et la biomasse aérienne (carte réalisée en 2020 par une équipe américaine). Ils ont ainsi pu calculer les distributions spatiales et temporelles du carbone de la biomasse totale de la végétation et générer des cartes mondiales de changement annuel.
Une hausse annuelle de 500 millions de tonnes de carbone stockés sur Terre grâce aux jeunes arbres des forêts tempérées et boréales
À partir de ces cartes, les scientifiques ont évalué des bilans régionaux (avec une maille de 25 x 25 km²), attribué les pertes et les gains de carbone aux évolutions des couverts forestiers (induites par les incendies et les changements d'utilisation des terres) et étudié comment l'âge des forêts contrôle le stockage du carbone terrestre.
Il en résulte que les stocks de carbone de la biomasse terrestre ont globalement augmenté entre 2010 et 2019 d'environ 500 millions de tonnes de carbone par an. « Les principaux contributeurs au puits de carbone terrestre sont les forêts boréales et tempérées, tandis que les forêts tropicales sont devenues de petites sources de carbone du fait de la déforestation et des dégradations liées notamment aux feux et à la mortalité suite à des sécheresses répétées », indique Philippe Ciais, climatologue au LSCE. Par ailleurs, les forêts tropicales anciennes (dont les arbres ont en moyenne plus de 140 ans) sont presque neutres en carbone alors que les jeunes forêts tempérées et boréales (moins de 50 ans et jusqu'à 140 ans) sont les plus grands puits de carbone. Ces résultats diffèrent de ceux issus des modèles actuels qui prennent mal en compte la démographie forestière et les impacts de la déforestation et de la dégradation des forêts tropicales.
« Nos résultats soulignent l'importance de mieux tenir compte des dégradations subies par les forêts ainsi que leur âge pour mieux prédire l'évolution de ces puits de carbone au niveau mondial, et ainsi mieux orienter les politiques d'atténuation du changement climatique », insiste l'expert.