Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques chinois a pour la première fois proposé un modèle théorique pour expliquer et prédire l'adaptation thermique de la respiration du tronc d'arbre.
L'équipe a établi une base de données mondiale de respiration du tronc végétal et a confirmé l'existence généralisée d'une adaptation thermique dans ce processus. Leurs résultats ont été publiés en ligne dans la revue Science.
L'étude prévoit que d'ici 2100, l'adaptation thermique dans la respiration du tronc pourrait réduire les émissions de carbone des écosystèmes terrestres de 24% à 46%, détenant des implications importantes pour l'atténuation du changement climatique, a déclaré Wang Han, professeur agrégé au Département de science du système de terre, Université Tsinghua, et l'auteur correspondant.
Le dioxyde de carbone (CO2) libéré par la respiration du tronc est une source majeure d'émissions de carbone dans les écosystèmes terrestres. La compréhension conventionnelle a soutenu que la hausse des températures augmente considérablement la respiration des arbres, accélérant ainsi le réchauffement climatique.
Cependant, des recherches récentes indiquent que les plantes peuvent atténuer leur réponse respiratoire au réchauffement par acclimatation thermique.
Alors que l'acclimatation thermique dans les feuilles et les racines a été largement étudiée, des questions clés sont restées: une acclimatation thermique similaire se produit-elle dans les troncs? Quels sont les mécanismes physiologiques sous-jacents? Et comment cette adaptation a-t-elle un impact sur le cycle du carbone mondial sous le réchauffement du climat à long terme? Les réponses sont cruciales pour prédire avec précision le changement climatique futur.
L'équipe de recherche a proposé un nouveau modèle théorique basé sur le principe de l'optimalité évolutive écologique (EEO), a déclaré Wang.
Ce modèle a donné des prévisions clés sur la sensibilité thermique de la respiration du tronc: pour une augmentation centigrade de chaque degré de la température ambiante, la vitesse de respiration basale par unité de masse diminue d'environ 10,1%, et la vitesse de respiration à la température de croissance diminue d'environ 2,3%.
Pour valider la théorie, l'équipe a construit une base de données mondiale de respiration du tronc, y compris 8 782 ensembles de données d'observation de 68 sites de terrain à travers les zones climatiques mondiales, couvrant 187 espèces et les données d'une expérience de réchauffement.
Les résultats d'observation sont très cohérents avec les valeurs théoriques prédites, confirmant fortement la fiabilité du modèle théorique.
Grâce à des observations saisonnières et à une expérience de réchauffement de la serre, l'équipe a également vérifié le phénomène de l'acclimatation thermique de la respiration du tronc à l'échelle de l'arbre individuel.
L'équipe a en outre évalué l'impact de l'acclimatation thermique de la respiration des troncs sur les flux de carbone écosystémiques terrestres mondiaux.
Les résultats montrent que les émissions de carbone annuelles actuelles de la respiration du tronc d'arbre dans le monde s'élèvent à environ 27 milliards de tonnes, ce qui est appliqué à l'analyse du changement climatique futur dans les scénarios à faible émission et à ultra-haute émission.
L'étude suggère que les modèles de systèmes de terre existants (ESM), en négligeant l'acclimatation thermique de la respiration STEM, peuvent surestimer considérablement l'effet de rétroaction positive climatique-carbone.
Cette nouvelle découverte fournit une base théorique critique et un support de données pour réviser les budgets mondiaux du carbone et les prévisions climatiques.
Ensuite, l'équipe étudiera l'influence de facteurs environnementaux tels que l'eau du sol et la concentration de CO2, ainsi que des facteurs intrinsèques tels que les traits hydrauliques végétaux, pour élucider les mécanismes spécifiques de l'acclimatation thermique de la respiration du tronc.
Ils intégreront également le cadre théorique de l'EEO et les caractéristiques d'acclimatation thermique de la respiration du tronc dans les ESM.
Le travail de l'équipe devrait améliorer considérablement la précision des simulations mondiales du cycle du carbone et soutenir les décisions de gouvernance climatique.
Les collaborateurs de l'Université de Western Sydney, de l'Université de Reading, de l'Imperial College de Londres, de l'Université d'Exeter, de l'Université de Californie à Berkeley et d'autres institutions de recherche ont participé à l'étude.
(Couverture: VCG)
Source (s): Agence de presse Xinhua
