Une équipe de recherche dirigée par la Washington State University a constaté que si les zones arides du monde entier se développeront à un rythme accéléré en raison des changements climatiques futurs, leur productivité moyenne sera probablement réduite.



L’étude, publiée dans Nature Communications le 3 avril, est la première à quantifier l’impact de l’expansion accélérée des zones arides sous le changement climatique futur sur leur production primaire brute. Les zones arides, qui comprennent principalement des savanes, des prairies et des zones arbustives, sont importantes pour soutenir les pâturages et les terres cultivées non irriguées dans le monde entier. Ils sont également un acteur important du cycle mondial du carbone et représentent 41% de la surface terrestre de la Terre et abritent 38% de sa population.

« Nos résultats mettent en évidence la vulnérabilité des zones arides à des extrêmes climatiques plus fréquents et plus violents », a déclaré Jingyu Yao, assistant de recherche au Département de génie civil et environnemental du WSU et auteur principal du document.



En utilisant des données satellites de la productivité de la végétation, des mesures du cycle du carbone à partir de 13 sites et des ensembles de données provenant de modèles mondiaux des futurs changements climatiques, les chercheurs ont constaté que la productivité des zones arides augmentera globalement d’environ 12% d’ici 2100 par rapport à une ligne de base d’il y a environ 10 ans. Cependant, comme les zones arides remplacent des écosystèmes plus productifs, la productivité globale globale peut ne pas augmenter. De plus, en raison des changements attendus des précipitations et des températures, le niveau de productivité dans une zone aride diminuera.

De plus, les chercheurs ont découvert que l’expansion entre différents types de zones arides entraînera de grands changements dans les contributions régionales et sous-types à la productivité mondiale des zones arides.

Les zones arides connaîtront une expansion et une dégradation substantielles à l’avenir en raison du changement climatique, des incendies de forêt et des activités humaines, y compris des changements dans leurs structures écosystémiques ainsi que dans leur productivité, a déclaré Heping Liu, professeur au Département de génie civil et environnemental et auteur correspondant sur le papier.

Parce que ces régions sont déjà stressées par l’eau, elles sont particulièrement sensibles aux changements de température ou de précipitations. Le réchauffement des températures dû au changement climatique et des sécheresses plus fréquentes et plus graves menacent leur biodiversité ainsi que leur capacité à absorber et à retenir le carbone.

En particulier dans les pays en développement, la dégradation des écosystèmes des zones arides pourrait avoir de forts impacts sociétaux et économiques, a déclaré Yao.

Ces changements ont déjà commencé à se produire au cours des dernières décennies. Dans le sud-ouest des États-Unis, l’introduction d’espèces envahissantes a fait passer les régions arides du vert au brun. Les changements de précipitations en Australie, qui sont composés presque entièrement de zones arides, ont entraîné un continent plus sec avec des impacts dramatiques et les prairies de Mongolie se sont détériorées en raison de températures plus chaudes, de moins de précipitations et de surpâturage.

Bien que la productivité des zones arides soit importante pour soutenir les populations, ces zones jouent également un rôle extrêmement important dans le cycle annuel du carbone. Ils aident la planète à respirer, absorbant le dioxyde de carbone chaque printemps au fur et à mesure que les plantes grandissent, puis l’expirent à l’automne lorsqu’elles deviennent dormantes. Parce que la croissance des écosystèmes des zones arides est très sensible aux changements de précipitations et de température, les zones arides montrent le plus d’impact de tout écosystème dans les changements d’année en année du cycle du carbone.

Comprendre leur rôle dans le futur cycle du carbone peut aider les chercheurs à déterminer la meilleure façon de préserver les zones d’absorption élevée de carbone.

« Dans notre société, nous ne prêtons pas beaucoup d’attention à ce qui se passe dans les régions arides », a déclaré Liu. « Compte tenu de leur importance dans le cycle mondial du carbone et les services écosystémiques, un plan d’action mondial impliquant une gestion rigoureuse et une utilisation durable des zones arides est urgent pour protéger les écosystèmes fragiles et empêcher une nouvelle désertification pour l’atténuation du changement climatique. »

Le travail a été financé par le Département américain de l’énergie Office of Biological and Environmental Research ainsi que la National Natural Science Foundation of China.