Une grande attention a été accordée à la façon dont le changement climatique peut entraîner une perte de biodiversité. Maintenant, les chercheurs du MIT ont montré que l'inverse est également vrai: les réductions de la biodiversité peuvent compromettre l'un des leviers les plus puissants de la Terre pour atténuer le changement climatique.
Dans un article publié dans PNAles chercheurs ont montré que après la déforestation, des forêts tropicales à réduisant naturellement, avec des populations saines d'animaux dispersant les graines, peut absorber jusqu'à quatre fois plus de carbone que des forêts similaires avec moins d'animaux dispersant les graines.
Parce que les forêts tropicales sont actuellement le plus grand puits de carbone terrestre de la Terre, les résultats améliorent notre compréhension d'un puissant outil pour lutter contre le changement climatique.
« Les résultats soulignent l'importance des animaux dans le maintien de forêts tropicales saines et riches en carbone », explique Evan Fricke, chercheur du département du MIT du génie civil et environnemental et auteur principal de la nouvelle étude. « Lorsque les animaux dispersant les graines diminuent, nous risquons d'affaiblir le pouvoir d'atténuation du climat des forêts tropicales. »
Les co-auteurs de Fricke sur le journal sont César Terrer, professeur agrégé de développement de carrière de Tianfu au MIT; Charles Harvey, professeur du MIT en génie civil et environnemental; et Susan Cook-Patton de la Nature Conservancy.
L'étude combine un large éventail de données sur la biodiversité animale, le mouvement et la dispersion des graines auprès de milliers d'espèces animales, ainsi que des données d'accumulation de carbone de milliers de sites forestiers tropicaux.
Les chercheurs disent que les résultats sont la preuve la plus claire, mais que les animaux dispersant les graines jouent un rôle important dans la capacité des forêts à absorber le carbone, et que les résultats soulignent la nécessité de résoudre la perte de biodiversité et le changement climatique en tant que parties connectées d'un écosystème délicat plutôt que de problèmes séparés isolément.
« Il est clair que le changement climatique menace la biodiversité, et maintenant cette étude montre comment les pertes de biodiversité peuvent exacerber le changement climatique », explique Fricke. « Comprendre que la rue bidirectionnelle nous aide à comprendre les liens entre ces défis, et comment nous pouvons les relever. Ce sont des défis que nous devons relever en tandem, et la contribution des animaux au carbone forestier tropical montre qu'il y a des gagnants possibles possibles lorsque vous soutenez la biodiversité et la lutte contre le changement climatique en même temps. »
Assembler les pièces
La prochaine fois que vous verrez une vidéo d'un singe ou d'un oiseau appréciant un fruit, considérez que les animaux jouent en fait un rôle important dans leurs écosystèmes. La recherche a montré qu'en digérant les graines et en déféquant ailleurs, les animaux peuvent aider à la germination, à la croissance et à la survie à long terme de la plante.
Fricke étudie les animaux qui dispersent les graines depuis près de 15 ans. Ses recherches antérieures ont montré que sans la dispersion des graines d'animaux, les arbres ont des taux de survie plus faibles et plus de mal à suivre les changements environnementaux.
« Nous pensons maintenant davantage aux rôles que les animaux pourraient jouer pour affecter le climat grâce à la dispersion des graines », explique Fricke. « Nous savons que dans les forêts tropicales, où plus des trois quarts des arbres reposent sur des animaux pour la dispersion des graines, le déclin de la dispersion des graines pourrait affecter non seulement la biodiversité des forêts, mais comment ils rebondissent de la déforestation. Nous savons également que partout dans le monde, les populations animales sont en baisse. »
La réflexion des forêts est un moyen souvent cité d'atténuer les effets du changement climatique, mais l'influence de la biodiversité sur la capacité des forêts à absorber le carbone n'a pas été entièrement quantifiée, en particulier à plus grande échelle.
Pour leur étude, les chercheurs ont combiné des données de milliers d'études distinctes et ont utilisé de nouveaux outils pour quantifier les processus écologiques disparates mais interconnectés. Après avoir analysé les données de plus de 17 000 parcelles de végétation, les chercheurs ont décidé de se concentrer sur les régions tropicales, en examinant les données sur l'endroit où vivent les animaux dispersant les graines, le nombre de graines que chaque animal se disperse et comment ils affectent la germination.
Les chercheurs ont ensuite incorporé des données montrant comment l'activité humaine a un impact sur la présence et le mouvement des animaux dispersant différents semences. Ils ont constaté, par exemple, que les animaux se déplacent moins lorsqu'ils consomment des graines dans des zones avec une plus grande empreinte humaine.
En combinant toutes ces données, les chercheurs ont créé un indice de perturbation de la dispersion des graines qui a révélé un lien entre les activités humaines et la baisse de la dispersion des graines animales. Ils ont ensuite analysé la relation entre cet indice et les enregistrements de l'accumulation de carbone dans la réflexion naturellement des forêts tropicales au fil du temps, en contrôlant des facteurs tels que les conditions de sécheresse, la prévalence des incendies et la présence d'un bétail de pâturage.
« C'était une grande tâche de réunir des données de milliers d'études sur le terrain dans une carte de la perturbation de la dispersion des graines », explique Fricke. « Mais cela nous permet d'aller au-delà de simplement demander quels animaux sont là pour quantifier les rôles écologiques que ces animaux jouent et comprendre comment les pressions humaines les affectent. »
Les chercheurs ont reconnu que la qualité des données sur la biodiversité des animaux pouvait être améliorée et qu'elle introduit l'incertitude dans leurs résultats. Ils notent également que d'autres processus, tels que la pollinisation, la prédation des graines et la compétition, influencent la dispersion des graines et peuvent limiter la repousse des forêts. Pourtant, les résultats étaient conformes aux estimations récentes.
« Ce qui est particulièrement nouveau dans cette étude, c'est que nous obtenons réellement les chiffres autour de ces effets », explique Fricke. « Déclarant que la perturbation de la dispersion des graines explique quadruple une différence dans l'absorption du carbone à travers les milliers de sites de repousse tropicale inclus dans les points d'étude des disperseurs de graines comme un levier majeur sur le carbone forestier tropical. »
Quantifier le carbone perdu
Dans les forêts identifiées comme des sites de repousse potentiels, les chercheurs ont constaté que les baisses de dispersion des graines étaient liées à des réductions de l'absorption du carbone chaque année, avec une moyenne de 1,8 tonnes métriques par hectare, égale à une réduction de la repousse de 57%.
Les chercheurs affirment que les résultats montrent que les projets de repousse naturels auront plus d'impact dans les paysages où les animaux dispersant les graines ont été moins perturbés, y compris les zones récemment défréchées, sont proches des forêts à haute intégrité ou ont une couverture d'arbre plus élevée.
« Dans la discussion concernant la plantation d'arbres par rapport aux arbres de repousser naturellement, la repousse est essentiellement gratuite, tandis que la plantation d'arbres coûte de l'argent, et cela conduit également à des forêts moins diverses », explique Terrer. « Avec ces résultats, nous pouvons maintenant comprendre où la repousse naturelle peut se produire efficacement parce qu'il y a des animaux qui plantent les graines gratuitement, et nous pouvons également identifier les zones où – parce que les animaux sont affectés – la repousse naturelle ne se produira pas, et donc la plantation d'arbres est activement nécessaire. »
Pour soutenir les animaux dispersant les graines, les chercheurs encouragent les interventions qui protègent ou améliorent leurs habitats et qui réduisent les pressions sur les espèces, allant des couloirs de la faune aux restrictions sur le commerce de la faune. La restauration des rôles écologiques des disperseurs de graines est également possible en réintroduisant les espèces dispersant les graines où ils ont été perdus ou plantant certains arbres qui attirent ces animaux.
Les résultats pourraient également rendre la modélisation de l'impact climatique des forêts naturellement plus précises.
« L'avoir surplombant l'impact de la perturbation des dispersions de graines peut surestimer le potentiel de repousse naturel dans de nombreuses régions et le sous-estimer dans d'autres », écrivent les auteurs.
Les chercheurs pensent que les résultats ouvrent de nouvelles voies d'enquête sur le domaine.
« Les forêts offrent une énorme subvention climatique en séquestrant environ un tiers de toutes les émissions de carbone humain », explique Terrer. « Les forêts tropicales sont de loin le puits de carbone le plus important dans le monde, mais au cours des dernières décennies, leur capacité à séquestrer le carbone a diminué. Nous explorerons ensuite la quantité de ce déclin due à une augmentation des sécheresses ou des incendies extrêmes par rapport à la baisse de la dispersion des graines d'animaux. »
Dans l'ensemble, les chercheurs espèrent que l'étude aide à améliorer notre compréhension des processus écologiques complexes de la planète.
« Lorsque nous perdons nos animaux, nous perdons l'infrastructure écologique qui maintient nos forêts tropicales saines et résilientes », explique Fricke.
