Climat : l’extension des zones arides n’est pas une fatalité

Le lien de cause à effet entre le changement climatique et l’expansion des zones arides à la surface du globe semble relever de l’évidence. Il ne va pourtant pas de soi, bien au contraire, révèle une étude réalisée par des chercheurs de l’université d’Harvard, aux États-Unis. Leurs recherches, publiées dans la revue Nature Climate Change battent en brèche des années de projections climatiques prédisant l’extension des écosystèmes arides.

Ces zones à l’équilibre fragile, marquées par un climat sec, des ressources en eau limitées et une végétation rare, comptent parmi les milieux les plus vulnérables au réchauffement. Or déserts, savanes, steppes et maquis couvrent environ 40 % des surfaces terrestres mondiales et abritent près de 40 % de la population de la planète, ce qui rend la question de leur devenir primordiale. De multiples projections ont ainsi été réalisées pour entrevoir leur évolution, s’accordant sur l’assèchement accru des régions arides existantes et sur leur expansion à l’échelle de la planète.

Or, en fait de scénario inéluctable, c’est l’incertitude qui prévaut quant à l’avenir global de ce type de milieu, soulignent les scientifiques d’Harvard, qui pointent un biais majeur dans les précédents travaux. Ils s’appuient tous sur un facteur unique, l’évolution de l’atmosphère, exprimée par l’« indice d’aridité ». Fondé sur des relevés atmosphériques, celui-ci est défini par le ratio entre les précipitations annuelles et l’évapotranspiration potentielle (l’eau renvoyée dans l’atmosphère par le sol et les plantes). L’évolution de l’atmosphère, plus aride avec le changement climatique, servait ainsi jusqu’à présent de référence pour penser les modifications à venir des écosystèmes.

Or ce regard tourné vers le ciel escamote ce qui se joue à terre, en particulier la réaction de la végétation au réchauffement global. Cette approche surévalue l’aridité future notamment « en négligeant les changements qui se produiront dans la physiologie des végétaux dans une atmosphère plus riche en CO2 », souligne l’étude, qui évoque aussi le fait qu’elle « ne prend pas en compte les mécanismes environnementaux qui pourraient modifier les liens entre le climat et les caractéristiques du sol, tel l’effet fertilisant du CO2. »

De plus grandes concentrations de CO2 dans l’atmosphère provoquent en effet une croissance accrue des plantes. Elles conduisent aussi à une fermeture partielle des stomates des végétaux, ces petits orifices via lesquels s’effectuent les échanges gazeux entre les plantes et l’air ambiant, ce qui réduit la transpiration des plantes et améliore leur stockage de l’eau, tout en augmentant a contrario l’aridité de l’atmosphère.

Cette réponse divergente de l’atmosphère et des végétaux au réchauffement appelle à réévaluer le devenir des zones arides. D’autant que si l’indice d’aridité était un outil privilégié en raison de la relative facilité à effectuer des relevés atmosphériques, par opposition aux relevés au sol, les modèles climatiques permettent aujourd’hui de simuler aisément les données relatives à la surface terrestre, indique l’étude.

Les scientifiques ont ainsi défini un nouvel indicateur, l’indice éco-hydrologique, basé sur l’humidité du sol et l’indice foliaire (la surface des feuilles des végétaux rapportée à celle du sol). Ils ont procédé à leurs propres simulations en se basant sur le scénario le plus pessimiste du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat), marqué par des émissions très élevées et une hausse moyenne des températures comprise entre 2,8° et 4,6° à l’horizon 2100.

Alors que dans ce scénario, une simulation fondée sur les données atmosphériques prédit une extension des zones arides de 6 % dans le monde, la projection basée sur l’indice éco-hydrologique offre un tableau beaucoup plus nuancé, avec des zones d’expansion (Amérique du Sud, bassin méditerranéen et sud de l’Afrique en particulier) mais aussi de contraction des régions arides (en Afrique de l’Est, Afrique de l’Ouest et au Mexique notamment). À l’échelle de la planète, leur proportion reste globalement stable – elle diminue de 0,7 % – en se fondant sur ces variables terrestres.

De fait, les décennies de réchauffement déjà écoulées n’ont pas abouti à une extension de ces écosystèmes, mais au contraire à une hausse du couvert végétal mondial. Le phénomène touche aussi les zones arides, dont le verdissement est attesté depuis les années 1980 par les données satellites, souligne une autre étude publiée dans Nature Reviews Earth & Environment, qui pointe aussi la dichotomie entre une atmosphère qui s’assèche et des zones arides plus vertes.

Mais de nombreuses incertitudes demeurent. L’indice d’aridité, comme l’index éco-hydrologique, ne sont que deux outils de mesure parmi la multitude de variables qui caractérisent les environnements arides, insistent les scientifiques. Divers facteurs, dont l’effet d’un stress hydrique croissant sur les plantes, le risque accru d’incendie et l’exploitation humaine de ces zones, sont peu pris en compte ou ignoré par les simulations climatiques. Autant dire que bien d’autres travaux seront nécessaires pour mieux cerner le devenir de ces écosystèmes.