Une expérience menée dans des zones déboisées en Amérique centrale révèle que les forêts tropicales se régénèrent jusqu’à deux fois plus rapidement lorsque les niveaux d’azote dans le sol sont élevés. L’élément apparaît comme un facteur critique pour la capacité de régénération des forêts, indépendamment d’autres éléments tels que le phosphate. Ces résultats pourraient contribuer à orienter les politiques visant à maximiser la séquestration de carbone par le biais de la reforestation.
Les forêts tropicales constituent l’un des plus importants puits de carbone sur Terre, en le séquestrant dans le bois et dans le sol, et jouent de ce fait un rôle clé dans la lutte contre le réchauffement climatique. Les forêts matures emmagasinent d’immenses quantités de carbone dans leur biomasse, tandis que les forêts secondaires, qui se sont régénérées à la suite d’une perturbation comme un incendie ou une déforestation, constituent d’importants puits de carbone potentiels, en occupant une place croissante dans les paysages tropicaux contemporains.
Des études ont montré que la disponibilité en nutriments du sol joue un rôle essentiel dans la capacité de régénération des forêts et, par extension, dans leur potentiel de séquestration du carbone. Les expériences précédentes n’incluaient toutefois pas, au sein d’une même zone, à la fois des forêts jeunes et des forêts matures, ce qui limitait les conclusions quant à l’influence des variations de nutriments sur leur croissance. Par ailleurs, la variabilité des résultats expérimentaux rendait difficile l’identification précise de l’évolution des contraintes nutritionnelles au cours de la succession secondaire, c’est-à-dire le processus de régénération qui se produit sur un sol existant à la suite d’une perturbation.
Une récente étude co-dirigée par l’Université de Leeds, en Angleterre, vient combler ces lacunes en rapportant l’une des plus vastes et des plus longues expériences menées à ce jour pour évaluer l’influence des nutriments du sol sur la régénération forestière. « Cette expérience visait à tester directement si l’azote, le phosphore ou la combinaison des deux nutriments influencent la biomasse aérienne à l’échelle du peuplement, ainsi que les taux de variation nette de biomasse (gain et perte), et si ces effets évoluent au cours de la succession forestière », écrivent les chercheurs dans leur rapport publié le 13 janvier dans la revue Nature Communications.
L’azote : un facteur critique dans la régénération forestière
L’étude visait à examiner l’influence des nutriments sur la régénération de forêts tropicales humides des plaines du Panama, précédemment déboisées pour l’exploitation forestière, l’agriculture et d’autres usages humains. Pour ce faire, les chercheurs ont sélectionné 76 parcelles, qui mesuraient chacune environ l’équivalent d’un tiers de terrain de football. Chaque zone représentait des forêts à différents stades de régénération.
Un membre de l’équipe épand de l’engrais sur une parcelle qui était récemment un pâturage abandonné afin de tester les effets de la fertilité du sol sur la régénération forestière. © Sarah BattermanLes parcelles ont été réparties entre plusieurs traitements, incluant l’apport d’engrais azoté, d’engrais phosphaté ou d’une combinaison des deux, ainsi qu’une parcelle témoin, incluse dans l’ensemble, qui a été laissée telle quelle, sans aucun engrais. Cette approche a permis d’isoler l’influence de chaque nutriment sur la régénération forestière au fil du temps, tandis que la croissance et la mortalité des arbres ont été suivies sur une période pouvant aller jusqu’à vingt ans.
Les résultats montrent qu’au cours de la première décennie de régénération, les forêts disposant de quantités élevées d’azote se rétablissent jusqu’à deux fois plus vite que celles exposées à peu ou pas d’azote. Le phosphore seul, en revanche, n’a pas produit les mêmes effets, ce qui suggère que l’azote constitue un facteur déterminant dans le processus de régénération des forêts tropicales.
« Notre étude est passionnante car elle suggère qu’il existe des moyens d’accroître la capture et le stockage des gaz à effet de serre grâce au reboisement, en gérant les nutriments disponibles pour les arbres », explique, dans un communiqué, Wenguang Tang, auteur principal de l’étude, qui a mené ces recherches dans le cadre de son doctorat à l’Université de Leeds.
Selon les estimations de l’équipe, si des carences en azote affectaient les jeunes forêts tropicales à l’échelle mondiale, la planète pourrait se voir privée d’environ 0,69 milliard de tonnes de CO₂ stockées chaque année, soit un ordre de grandeur comparable à plusieurs années d’émissions de CO₂ d’un pays industrialisé comme le Royaume-Uni.
Cette image de paysage illustre la forêt secondaire d’Agua Salud, au Panama. Les forêts du site d’étude ont subi des perturbations à long terme, notamment la coupe à blanc et l’élevage bovin. © Wenguang TangVers une meilleure orientation des politiques de reboisement
Il convient toutefois de souligner que, si des engrais azotés ont été utilisés dans le cadre de l’expérience — comme c’est couramment le cas en agriculture —, les chercheurs ne recommandent pas leur emploi direct pour fertiliser les forêts. Une utilisation massive d’engrais pourrait en effet entraîner des effets secondaires indésirables, tels que l’augmentation des émissions d’oxyde nitreux, un puissant gaz à effet de serre.
L’équipe préconise plutôt d’accroître l’apport en azote de manière naturelle, en associant par exemple des plantes de la famille des légumineuses, capables d’enrichir les sols en azote, aux arbres destinés au reboisement. Une autre option consiste à privilégier le reboisement de zones présentant déjà des niveaux élevés d’azote, notamment en raison de la pollution atmosphérique.
Selon Sarah Batterman, professeure agrégée à l’École de géographie de l’Université de Leeds, « nos résultats expérimentaux ont des implications sur la façon dont nous comprenons et gérons les forêts tropicales dans le cadre de solutions climatiques fondées sur la nature. Il faut toujours privilégier la prévention de la déforestation des forêts tropicales matures, mais nos conclusions sur l’impact des nutriments sur la séquestration du carbone sont importantes pour les décideurs politiques qui évaluent où et comment restaurer les forêts afin de maximiser la séquestration du carbone ».