Dans un article paru dans la revue Nature Communications, Jean-François Bastin, professeur à Gembloux Agro-Bio Tech, et ses confrères donnent à montrer le maximum de végétation que notre Terre serait capable de supporter, en prenant en compte des paramètres tels que le feu et la quantité d'herbivores. Un travail d'importance alors que l'urgence de sauvegarder la biodiversité grandit de jour en jour.
À
la fin des années 2010, Jean-François Bastin, jeune professeur à la faculté de Gembloux Agro-Bio Tech, géographe et écologue spécialiste des forêts tropicales, cherche à contribuer à son niveau à la lutte contre le réchauffement climatique. À l'époque, les discussions à l'échelle globale portent sur le stockage du carbone atmosphérique grâce à la replantation d'arbres. Le chercheur publie un article dans la prestigieuse revue Science qui établit à 4400 millions d'hectares le potentiel maximum du couvert arboré de la Terre, soit 900 millions d'hectares supplémentaires par rapport au couvert actuel, une surface proche de la taille du Brésil ! L'objectif était de montrer qu'il s'agit là, entre autres, d'un levier important de stockage de carbone afin de lutter contre le réchauffement climatique.
Mais si cet article a attiré beaucoup d'attention, il a aussi soulevé des critiques de la part du monde scientifique. « Il nous a été reproché de trop nous focaliser sur les arbres, et pas assez sur les autres écosystèmes, et de surestimer ainsi grandement le couvert arboré possible de la Terre, se souvient Jean-François Bastin. Pour autant, nous ne montrions en aucun cas qu'il était possible de reforester une zone qui porte une savane avec une forêt dense. Mais j'ai eu l'envie de prendre acte de ces critiques et d'aller plus loin en réalisant un travail inclusif de tous les types de végétation. »
Le chercheur a donc rassemblé autour de lui un groupe d'experts dans différents domaines, qui ont travaillé cinq ans durant pour fournir une carte à l'échelle globale du potentiel non seulement de couvert arboré, mais également de végétation basse (prairies, arbustes et zones de sol nu comme les désertiques).
Selon le scénario le plus réaliste calculé par les chercheurs, le monde pourrait supporter à l'horizon 2050 environ 5669 millions d'hectares de forêts et 5183 millions d'hectares de végétation basse. Plus qu'une simple carte, la publication scientifique est accompagnée d'un modèle librement accessible sur la plateforme Github, et qui permet entre autres de moduler les différents paramètres de fréquence de feu et de biomasse d'herbivorie, afin de tester divers scénarios, notamment dans les zones où ces paramètres sont susceptibles d'influencer les territoires. Un outil déterminant dans les prises de décisions scientifiques et politiques de conservation et de restauration de l'environnement.
Pour construire cette carte fictive de notre planète, l’équipe a eu l'idée d'extrapoler à l’ensemble du globe la végétation que l'on trouve dans les zones les plus naturelles de la planète, c'est-à-dire les zones protégées. Pour ce faire, ils ont d'abord recueilli des images de ces zones, fournies par les satellites qui observent la Terre en permanence depuis 25 ans, avant d'en photo-interpréter chaque pixel. « Dans la réalité, toutes les zones protégées ne bénéficient pas du même degré de protection, nuance l'écologue. L'Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) les classe en six catégories, de la plus strictement contrôlée et avec le minimum d'influence humaine (niveau 1) jusqu'aux zones Natura 2000 (niveau 6) et qui comprend par exemple les parcs urbains. Nous avons décidé de ne garder que les trois premières catégories, soit ce qui existe de plus naturel sur la planète. »
Ces images ont été complétées par des données météorologiques et topographiques recueillies depuis 40 ans, comme les précipitations, les températures, la saisonnalité, la qualité du sol. « Qu'il s'agisse d'une zone protégée ou non, et en dehors des îlots de chaleur urbains, ces données sont peu affectées par l'activité humaine, et il est donc assez facile de les généraliser à un territoire plus grand », note le chercheur. Évidemment, impossible de transposer les données d'une zone protégée en Afrique subsaharienne pour estimer le couvert arboré de la taïga arctique. Ces informations ont donc servi à nourrir un modèle informatique, basé sur un réseau de neurones, qui les a extrapolées pour établir le potentiel à la fois de couvert arboré, de végétation basse et de sol à l'échelle de ce qu'on appelle une écorégion.
« La planète est divisée en 867 écorégions, soit des régions du monde qui disposent du même sol, de la même composition florale et arborée, des mêmes animaux et prédateurs, et du même historique quant à l'évolution du monde et de la dérive des continents, détaille Jean-François Bastin. Nous avons pris soin de sélectionner des zones protégées issues de chacune de ces écorégions. » Ainsi, si la quasi-totalité de la Belgique fait partie d'une écorégion – qui regroupe le littoral de la Manche et de la Bretagne en France –, l'Italie par exemple compte six écorégions différentes.
C'est ici que les choses se corsent. Car, même en transposant les données d'une zone protégée à une écorégion, cela ne suffit pas pour expliquer la prédominance d'un couvert arboré sur une végétation basse et vice-versa. Pour cela, les chercheurs ont besoin de deux autres informations de grande importance : le potentiel de déclenchement d'incendies et la présence d'herbivores. Deux facteurs qui sont très différents dans et en dehors d'une zone protégée. « Les zones protégées sont par définition très encadrées. Les feux y sont donc maîtrisés ou prescrits de façon stricte, et la population d'herbivores rigoureusement contrôlée. Dans les deux cas, ce ne sont pas des informations que l'on peut extrapoler à l'ensemble de la planète. »
La densité d'herbivores est une information cruciale à prendre en compte, que l'on s'intéresse au développement d'une forêt ou au contraire au maintien d'une zone de végétation basse. En effet, lorsqu'ils sont nombreux, ces herbivores broutent les plantules et empêchent les arbres de proliférer. « Un exemple frappant, et une des grandes motivations à l'origine de cette étude, se trouve dans ce qui s'appelle le Pléistocène Park, en Sibérie orientale, s'émerveille le chercheur. Sous ces latitudes, à cause du réchauffement climatique, la forêt progresse vers le nord, ce qui diminue le couvert neigeux, change l’albedo et réchauffe le sol. Or, ce sol gelé (pergélisol ou permafrost) renferme de grandes quantités de méthane qui menacent de s'échapper dans l'atmosphère et de l'aggraver de façon dramatique. Pour lutter contre ce phénomène, des scientifiques russes tentent de réintroduire des herbivores qui, comme les mammouths à l'époque du Pléistocène il y plus de 10 000 ans, contribuent à limiter la colonisation des arbustes et de la forêt, à conserver le contact entre l’air froid et le pergélisol et donc à maintenir le sol gelé. Leurs résultats m'ont encouragé à prendre en compte cette variable. »
Spécialiste avant tout des forêts tropicales africaines, Jean-François Bastin s'est entouré d'écologues, certains de renommée mondiale. « Fabio Berzaghi, entre autres, est un chercheur italien qui avait modélisé la densité de la faune sauvage à l'échelle mondiale, et je l'ai invité à participer à cette étude afin d'intégrer ses résultats. Je pense aussi à l’Espagnol Fernando Maestre, spécialiste des zones arides, et au Canadien Christian Messier, expert des forêts boréales. Nous avons eu le concours de Jens Christian Svenning, professeur danois leader dans le domaine du réensauvagement, qui nous a apporté une expertise cruciale. Dans une étude sur la couverture arborée de l'Europe 10 000 ans auparavant, son équipe et lui avaient démontré qu'il s'agissait d'une mosaïque, avec de grandes zones maintenues ouvertes notamment par la très grande population d'herbivores qui existait à l'époque. »
Pour Jean-François Bastin, ces informations montrent l'importance d'une prise en compte de ce paramètre dans tout projet de préservation d'un écosystème : « On peut aboutir à des conséquences très différentes sur les écosystèmes, selon les choix que l'on fait, martèle-t-il. Et il s'agit bien de choix humains avant tout. »
Des choix, il en est aussi question dans la gestion du feu. Les chercheurs estiment en effet que jusqu'à 675 millions d'hectares, soit l'équivalent du bassin amazonien, sont susceptibles de s'orienter plutôt vers de la végétation basse ou de la forêt, en fonction des choix effectués en termes d'herbivores et de gestion du feu. Les chercheurs se sont appuyés sur une base de données obtenue par satellite, mise à disposition gratuitement par la NASA – pour l'instant toujours disponible malgré les dégâts de l'administration Trump –, qui permet d'estimer la probabilité des incendies partout à la surface du globe. « On a pu, pour chaque écorégion, notamment arides ou semi-arides, émettre des scénarios d'intensité de feu, du plus au moins probable, et donc de leur impact sur le maintien d'une zone de végétation basse », développe Jean-François Bastin.
Mais alors qu'en Occident les feux sont avant tout vus comme dommageables et à éviter à tout prix, ils sont, dans de nombreux endroits du monde, nécessaires pour régénérer les écosystèmes et éviter la propagation de mégafeux, dévastateurs et hors de contrôle.
« En Afrique subsaharienne, de nombreux peuples ont une connaissance fine de leur écosystème et ils adoptent des stratégies précises, à la fois spatiales et temporelles, de mise à feu de la savane en amont de la saison sèche, pour éviter que d'autres feux se déclenchent plus tard, au moment où la végétation sera beaucoup plus abondante, ce qui rendrait le feu plus incontrôlable, dévoile le chercheur. Ces incendies ont le double avantage de régénérer l'herbe pour le bétail, mais aussi de limiter les attaques de prédateurs qui se cachent dans les herbes hautes et les fourrés. C'est complètement contre-intuitif, mais ces feux protègent en réalité les forêts lors des saisons sèches. »
Pour l'écologue, si de telles pratiques ne sont évidemment pas transposables en l'état en Europe, elles montrent qu'il est possible de réfléchir différemment sur la prescription du feu, afin de limiter ses dégâts sur les écosystèmes comme les populations humaines.
Toutes les données utilisées et produites dans cette étude ont un paramètre temporel important. Afin d'établir des cartes les plus représentatives possibles de l'état actuel, chaque pixel est en réalité composé d'une superposition d'informations obtenues au cours des dernières décennies, tant par satellites que par stations météorologiques. En prenant en compte les différents scénarios établis par le GIEC, depuis le business as usual jusqu'à une importante mitigation du changement climatique via une réduction drastique des gaz à effets de serre, les chercheurs ont ainsi pu établir des plans probables à l'horizon 2050.
« En plus du scénario médian, nos cartes montrent des schémas alternatifs, en fonction des différents paramètres, souligne le chercheur. Ainsi, le cœur d'une forêt équatoriale ou le centre d'un désert ne vont guère évoluer en fonction des futurs possibles. Mais en Europe par exemple, on constate que ni les forêts ni la végétation basse ne prédominent. En d'autres termes, la gestion humaine aura un réel impact sur la proportion de forêts ou de prairies, en fonction des choix effectués. Par ailleurs, il est amusant de constater qu'alors qu'il nous avait été reproché en 2019 de surestimer le couvert arboré possible, nos résultats actuels sont supérieurs aux chiffres de l'époque. Et cela est notamment dû à de plus grandes possibilités en Europe. »
L'étude de Jean-François Bastin donne enfin un autre enseignement : « L'impact du changement climatique est largement inférieur à celui que peut avoir la prescription des feux et la biomasse des herbivores. Cela ne signifie pas qu'il n'aura aucune incidence sur nos vies, mais plutôt que nous, les humains, avons en comparaison une influence très importante sur notre environnement, et que nous disposons là d'un levier pour sauvegarder nos écosystèmes. »
Alors à qui destiner cette carte et ce modèle informatique ? Compte tenu de l'ampleur de l'étude, impossible de s'en servir pour déterminer où et comment planter des arbres. « Restaurer ou préserver une forêt, réensauvager une région, tout cela demande évidemment une connaissance beaucoup plus fine du milieu, que ce modèle ne peut pas apporter, tempère Jean-François Bastin. Mais ces cartes donnent un contexte, un appui pour des stratégies, même au niveau local. Pour qu'un scénario alternatif puisse advenir, il faut faire savoir qu'il existe. »
Selon le chercheur, ce modèle en libre accès doit donc servir à orienter les décisions politiques, afin de poser les choix les plus judicieux. Encore et toujours des choix. Alors que le changement climatique nous semble chaque jour plus inéluctable, il est bon de rappeler qu'une autre voie est possible. À condition de s’en saisir.
Cette étude est un véritable plaidoyer pour la collaboration scientifique internationale au service de la planète. Jean-François Bastin s'anime lorsqu'il évoque les chercheurs qui y ont participé. « J'ai contacté des spécialistes qui sont de réelles sommités dans leur domaine : zones arides, réensauvagement… Et alors que je suis encore un jeune chercheur, ils ont tous été d'une disponibilité, d'une gentillesse et d'une humilité qui me fascinent toujours aujourd'hui. Ils ont été d'une aide précieuse, tant pour les connaissances apportées dans leur domaine respectif, que pour le regard critique qu'ils m'incitaient à garder sur les résultats obtenus. Ce furent cinq années de travail très riches humainement. »
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