Quel est le rôle de la forêt dans la lutte contre le changement climatique ?
Avec plus de quatre milliards d’hectares, les forêts couvrent un tiers des terres émergées de notre globe ; elles sont au cœur du débat sur le changement climatique. Souvent qualifiées de « poumons verts » de la Terre, les forêts jouent un rôle vital dans le cycle du carbone. Mais, jusqu’à quel point est-ce exact ? Découvrez le rôle complexe que jouent nos forêts dans le cycle du carbone, leur capacité à stocker le CO2 et leur rôle face au changement climatique.
La photosynthèse et la production de bois
Le processus de photosynthèse
Le processus de photosynthèse est un mécanisme biologique fondamental par lequel les plantes, certaines algues et des bactéries photosynthétiques fabriquent de la matière organique en utilisant l’énergie lumineuse. Au travers du processus de photosynthèse, les arbres utilisent la lumière solaire comme un catalyseur pour combiner l’eau et le dioxyde de carbone de l’air, formant des molécules organiques complexes et relâchant de l’oxygène dans l’atmosphère. Cette réaction chimique fondamentale peut être résumée par l’équation :
6 H2O + 6 CO2 → C6H12O6 + 6 O2
Quelle est la composition du bois ?
Le bois se compose des éléments chimiques suivants (figure 1)
Figure 1 : Composition chimique du bois (%)
Le bois est essentiellement fait de cellulose (40 à 50 %), d’hémicellulose (20 à 30 %) et de lignine (30 à 35). On y trouve aussi d’autres éléments comme des minéraux et des résines.
Il existe une légère différence de composition moyenne de ces trois molécules entre les feuillus et les résineux :
Le cycle de vie du carbone dans les forêts sans intervention humaine
Dans une forêt où l’exploitation forestière est absente, la mort naturelle des arbres entraînera la libération du carbone stocké au fur et à mesure de leur décomposition. Ce processus est inévitable : le carbone séquestré pendant la croissance de l’arbre est finalement relâché sous forme de CO2 lors de sa décomposition.
Cependant, il est important de noter que les arbres morts ne sont pas simplement des émetteurs de carbone ; ils jouent un rôle écologique fondamental. Ils sont essentiels à la biodiversité forestière, offrant un habitat et des ressources à une variété d’espèces, notamment les insectes et les champignons. Cette contribution à la biodiversité est si précieuse que les réglementations forestières, telles que celles énoncées dans le Code forestier, exigent la conservation d’un certain nombre d’arbres morts par hectare de forêts (minimum 2 arbres morts par hectare d’un diamètre supérieur à 40 cm).
Dans le contexte du changement climatique, la gestion durable des forêts et la compréhension de ces cycles de carbone sont cruciales. Les arbres morts sont donc à considérer non seulement comme des éléments du bilan carbone, mais aussi comme des acteurs de la résilience écologique des forêts.
L’impact de l’exploitation forestière sur le stockage de carbone
L’exploitation forestière, lorsqu’elle est réalisée de manière responsable, peut contribuer à la séquestration du carbone bien au-delà de la vie d’un arbre. Les arbres récoltés qui sont transformés en produits en bois continuent de stocker le carbone dans ces produits. La durée de ce stockage dépend de l’utilisation finale des produits en bois; par exemple, le carbone peut être stocké pendant plusieurs décennies dans des constructions en bois ou du mobilier. Pendant ce temps, si la gestion forestière est durable, de nouveaux arbres seront plantés ou régénérés naturellement, et ils commenceront à absorber du carbone de l’atmosphère, renouvelant ainsi le cycle de séquestration. Cela crée un flux de carbone qui va de l’atmosphère aux forêts et aux produits en bois, contribuant à la réduction globale des concentrations de CO2 atmosphérique.
Quelle est la quantité de CO2 qui est stockée dans 1m³ de bois ?
S’il est généralement communiqué qu’1m³ de bois contient 1 tonne de CO2 , il s’agit là d’un chiffre aisé à retenir mais qui dépend en réalité de la masse volumique de l’espèce.
Le calcul exact est le suivant :
Données initiales :
Équation de la photosynthèse : 6H2O + 6 CO2 —> C6H12O6 + 6 O2
Poids atomique des atomes concernés :
- Hydrogène (H)= 1 (g/mole)
- Carbone (C)= 12 (g/mole)
- Oxygène (O)= 16 (g/mole)
- Poids atomique du CO2 = 12 + (2*16) = 44 (g/mole)
- Poids atomique de C6H12O6= (6*12) + (12 * 1) + (6*16) = 180 (g/mole)
Si un bois possède une densité de 450 kg/m³ à 12% d’humidité, d’après l’équation suivante
- Taux d’humidité du bois en % = ((mh – m0) / m0) x 100
- mh est la masse à l’état humide,
- m0 est la masse à l’état anhydre,
- le bois a une masse anhydre de 450/(1 + 0.12) = 401.78 kg.
On estime que 50% de la masse de l’arbre est constituée de carbone. Il contient donc 401.78kg/2 = 200.89kg de carbone.
Une molécule de CO2 pèse 44g et l’atome de carbone représente 27,27% (12/44) de cette masse.
Pour faire 1kg de C il faut 3.667kg (1/0,2727) de CO2
Si on a 200.89 kg de C, il a fallu capter 200.89 * 3.667 = 733,4kg de CO2.
1m³ de bois de densité de 450kg/m³ contient l’équivalent de 733,4 kg de CO2.
Le sol forestier : un puits de carbone méconnu
Quelle est la contribution du sol forestier au stockage du carbone ?
Le sol forestier apporte une contribution substantielle au stockage du carbone. Il agit comme un gigantesque réservoir qui capture et maintient le carbone hors de l’atmosphère, contribuant ainsi à atténuer l’effet de serre. Dans une forêt, non seulement les arbres absorbent le CO2 et le transforment en biomasse, mais une fois que les feuilles tombent et que le bois meurt, ce carbone est transféré au sol. À ce stade, il est soit stocké sous forme de matière organique, soit utilisé par les micro-organismes. Les racines des arbres contribuent également à ce stockage souterrain en s’étendant profondément dans le sol et en y piégeant le carbone.
Des études montrent que jusqu’à 44% du carbone d’un écosystème forestier peut être stocké dans le premier mètre de sol. Ce pourcentage est augmenté par la litière, la couche superficielle de matière organique décomposée, qui stocke environ 5% du carbone forestier. Cette fonction de stockage est cruciale pour la régulation climatique globale et montre l’importance de préserver les sols forestiers en plus des arbres eux-mêmes.
La variabilité géographique des stocks de carbone
Les niveaux de carbone stockés varient considérablement d’une région forestière à l’autre. Les forêts tropicales et boréales, par exemple, sont à peu près équivalentes en matière de quantité de carbone qu’elles emmagasinent, tandis que les forêts tempérées stockent seulement 40% de ce que les forêts tropicales et boréales peuvent retenir. La répartition du carbone entre le sol forestier (qui se forme à partir de la décomposition de la litière et de la transformation de la roche-mère), la litière elle-même, et la biomasse végétale varie aussi en fonction du type de forêts :
Figure 2 : stocks de carbone (%) en forêts tropicales Figure 3 : stocks de carbone (%) en forêts boréales
Quels sont les autres puits de carbone de la planète ?
Bien que les forêts soient des puits de carbone vitaux, d’autres réservoirs sur Terre jouent également un rôle essentiel dans le stockage du carbone et la lutte contre les changements climatiques :
- La lithosphère : la lithosphère, ou la couche rocheuse de la Terre, est le plus grand puits de carbone, contenant environ 80 000 000 gigatonnes (Gt) de carbone minéral et environ 14 000 Gt de carbone organique fossile, qui se trouve dans le pétrole, le gaz naturel et le charbon.
- L’hydrosphère (océans principalement) : les océans sont de grands puits de carbone, avec un stock d’environ 39 000 Gt. Ils absorbent le CO2 atmosphérique et le fixent dans l’eau de mer et les organismes marins.
- L’atmosphère : il contient à peu près 800 Gt de carbone, principalement sous forme de CO2, gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique.
- La biosphère : la biosphère, qui inclut toutes les formes de vie végétale et animale, est également un puits de carbone significatif, avec un stock estimé à environ 600 Gt de carbone. Ce chiffre inclut les forêts, qui jouent un rôle important, mais aussi les autres plantes, les micro-organismes et tous les autres organismes vivants qui stockent du carbone dans leurs tissus au cours de leur vie.
Les conséquences du changement climatique sur la capacité de stockage de carbone
Le changement climatique exerce une pression croissante sur les capacités de stockage de carbone de la planète, en particulier dans les forêts et les océans. Ces deux puits de carbone ne peuvent pas, à eux seuls, compenser entièrement les émissions croissantes de CO2 d’origine humaine.
Les phénomènes tels que des sécheresses plus fréquentes et plus intenses, l’élévation des températures globales, et même des concentrations excessives de CO2 peuvent entraver la croissance des plantes et altérer la capacité des océans à absorber le dioxyde de carbone.
En conséquence, les fonctions bénéfiques de ces puits de carbone pourraient s’affaiblir progressivement. Cela met en évidence l’importance cruciale de réduire nos émissions de gaz à effet de serre et de mettre en œuvre des stratégies pour protéger et renforcer ces écosystèmes naturels face aux changements climatiques.
Comment pouvons-nous agir dans la lutte contre le réchauffement climatique ?
Les forêts jouent un rôle crucial dans la lutte contre le réchauffement climatique, même si elles ne sont pas le seul acteur dans la régulation du climat. Leur capacité à convertir le dioxyde de carbone en bois et en oxygène grâce à la photosynthèse est un atout majeur pour notre environnement.
Pour maximiser cet avantage, il est essentiel d’adopter une utilisation durable du bois. Lorsque le bois est transformé en produits à longue durée de vie et que la replantation des arbres est assurée, ces bénéfices peuvent être maintenus sur le long terme.
Cependant, la surface des forêts à elle seule ne peut contrer entièrement l’augmentation des niveaux de CO2 atmosphérique. L’extension des zones forestières et l’utilisation accrue du bois dans l’ameublement et la construction peuvent y contribuer, mais ces mesures doivent s’accompagner d’actions directes visant également à diminuer les émissions de gaz à effet de serre. Cela implique de réduire la dépendance aux énergies fossiles et de s’orienter vers des sources d’énergie renouvelables et plus propres.