Incendies et cycle du carbone dans les forêts boréales
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Le feu de cime de haute intensité est le régime d'incendie typique dans les régions de la forêt boréale.
Les écosystèmes terrestres présents dans les régions boréales (ou taïga) d'Amérique du Nord et d'Eurasie couvrent moins de 17% de la surface terrestre, mais contiennent plus de 30% du carbone présent dans le biome terrestre[1]. La forêt boréale, les tourbières et la toundra constituent les trois principaux écosystèmes de la région boréale en termes de stockage du carbone.
L'augmentation de la température et des risques d'incendie contribue à la libération de carbone atmosphérique. Les hautes latitudes nordiques devraient connaître l'augmentation la plus significative du réchauffement climatique en raison des gaz à effet de serre atmosphériques, ce qui fragilise le puits de carbone que constituent ces zones. En plus de la libération de carbone liée à la fonte du pergélisol, les incendies de forêt de forte intensité devraient devenir plus fréquents et accélérer la libération du carbone stocké. Ainsi, la forêt boréale et son régime de feux deviennent un facteur de plus en plus important dans la détermination du budget carbone mondial. La hausse des feux en forêt boréale nord‑américaine favorise le passage des conifères aux feuillus, lesquels perdent moins de carbone, ce qui pourrait atténuer les rétroactions climat‑incendies.
En Russie et au Canada en particulier, les forêts boréales représentent également un enjeu économique majeur. L’incertitude liée aux régimes de feu futurs, dans un contexte de changement climatique, est une considération importante pour la gestion forestière. Une piste de solution serait une diminution des coupes de bois autorisées[2].
Régime d'incendie
La forêt boréale contient environ 20% de carbone de plus que les forêts tempérées et tropicales, bien que celles-ci couvrent une superficie deux fois plus grande[1].
Les forêts boréales sont sensibles au réchauffement climatique, notamment en raison de la rétroaction de l'albédo neige/glace, fortement influencée par la température de surface. Ainsi, les changements induits par le feu sur l'albédo de surface et sur l'émissivité infrarouge sont plus importants que dans les zones tropicales[3].
Les grands incendies boréaux produisent suffisamment d'énergie pour générer des colonnes de fumée convectives qui peuvent pénétrer dans la troposphère et parfois franchir la tropopause. De plus, les faibles températures des régions boréales entraînent de faibles niveaux de vapeur d'eau. Ce faible niveau, combiné à un rayonnement solaire limité, réduit la production photochimique du radical OH, molécule qui contrôle la durée de vie atmosphérique de nombreux gaz troposphériques. Par conséquent, les émissions issues des incendies boréaux ont une durée de vie atmosphérique prolongée[3].
Les régimes de feu de la forêt boréale au Canada et en Russie présentent des différences notables. En Russie, la majorité des incendies sont d'origine humaine, en raison d’un climat plus sec. Ces incendies, souvent de faible intensité, sont plus fréquents qu’au Canada, ce qui entraîne une proportion importante des émissions de carbone[4].
L'utilisation de machines lourdes et de coupes à blanc à grande échelle dans les pratiques forestières russes modifie les complexes de combustibles et favorise la transformation de forêts en steppes herbeuses, plutôt qu’en nouvelles forêts. Cette pratique peut réduire l’intervalle de retour du feu. D’autres risques d’incendie proviennent des activités industrielles. Environ 9 millions d’hectares sont touchés chaque année en Russie, dont près de 7 millions d’hectares contaminés radioactivement, ce qui accroît le risque de redistribution de radionucléides par le feu[5].
Au Canada, la majorité des incendies sont déclenchés par la foudre. On y observe donc moins d’incendies qu’en Russie, mais une proportion beaucoup plus élevée de feux de cime de haute intensité: 57% au Canada, contre 6% en Russie[6]. La rotation naturelle des feux dans les forêts boréales du Canada et de l'Alaska est de l’ordre d’un à plusieurs siècles.
Températures mondiales moyennes de 2010 à 2019 par rapport à une moyenne de référence (1951-1978). Les régions du nord se réchauffent plus rapidement que le reste du globe. Source: NASA.
Le feu joue un rôle indirect dans l’échange de carbone entre la surface terrestre et l’atmosphère en modifiant l’humidité des sols, la succession végétale, la photosynthèse et les processus microbiens. Le sol des régions boréales constitue un important puits de carbone mondial: la forêt boréale stocke environ 200 Gt de carbone dans ses sols, tandis que les tourbières en stockent environ 400 Gt. Le pergélisol septentrional contient environ 10 355 ± 150 Pg de carbone organique dans les 0 à 3 mètres supérieurs, dont 21% dans la couche organique des 30 premiers centimètres[7].
La profondeur de la couche de sol organique contrôle la dynamique du pergélisol. Un sol organique épais isole le sous-sol des températures estivales et permet au pergélisol de persister. Toutefois, à mesure que les températures augmentent, le pergélisol fond plus rapidement et la saison des incendies s’allonge. Lorsque l’intervalle entre deux incendies (FFI) se réduit, la perte de la couche organique peut transformer les sols épais en sols minces, réduisant la capacité de stockage de carbone et augmentant la vulnérabilité au feu[7].
Dans les forêts d’épinette noire, une diminution des FFI peut également favoriser l’installation d’espèces feuillues, modifiant la succession écologique et augmentant encore la vulnérabilité aux incendies[7].
Les données disponibles sur le stockage du carbone et l’activité des incendies dans les forêts boréales restent limitées, ce qui complique l’établissement d’un bilan carbone précis. Selon une évaluation d’experts, le pergélisol deviendra une source nette de carbone d’ici 2100[8].
Une augmentation de 5 à 10 °C de la température du sol forestier après un incendie accélère la décomposition durant plusieurs années, transformant temporairement le sol en source nette de carbone[1].
Enfin, les émissions biogéniques de NO et N2O issues du sol augmentent après les feux[3].
Une étude (2026) montre que la hausse des feux en forêt boréale nord‑américaine favorise le passage des conifères aux feuillus, lesquels perdent moins de carbone lors des feux (même si leurs pertes dépendent surtout des conditions météo); cette transition pourrait donc atténuer les rétroactions climat‑incendies[9].
↑Goldammer et Stocks, «Eurasian Perspective of Fire: Dimension, Management, Policies, and Scientific Requirements», Ecological Studies, vol.138, , p.53.
↑de Groot, Cantin, Flannigan et Soja, «A comparison of Canadian and Russian boreal forest fire regimes», Forest Ecology and Management, the Mega-fire reality, vol.294, noSupplement C, , p.23–34 (DOI10.1016/j.foreco.2012.07.033).
↑(en) Betsy Black, Xanthe J. Walker, Logan T. Berner et Jacqueline Dean, «Increased deciduous tree dominance reduces wildfire carbon losses in boreal forests», Nature, vol.16, no2, , p.187–192 (ISSN1758-6798, DOI10.1038/s41558-025-02539-z).
Voir aussi
Bibliographie
Kasischke, E.S. (2000), «Boreal Ecosystems in the Global Carbon Cycle», Ecological Studies, vol.138.
Levine, J.S., et Cofer III, W.R. (2000), «Boreal Forest Fire Emissions and the Chemistry of the Atmosphere», Ecological Studies, vol.138.
Daniel, C.J., Ter-Mikaelian, M.T., Wotton, M.B., et Rayfield, B. (2017), «Incorporating uncertainty into forest management planning», Forest Ecology and Management, vol.400.
de Groot, W.J., Cantin, A.S., Flannigan, M.D., et Soja, A.J. (2013), «A comparison of Canadian and Russian boreal forest fire regimes», Forest Ecology and Management, vol.294.
Hoy, E.E., Turetsky, M.R., et Kasischke, E.S. (2016). «More frequent burning increases vulnerability of Alaskan boreal black spruce forests», Environmental Research Letters, vol.11.
Abbott, B.W., Jones, J.B., Schuur, E.A.G., et Chapin III, F.S. (2016), «Biomass offsets little or none of permafrost carbon release», Environmental Research Letters, vol.11.
