Les récentes sécheresses ont mis en lumière une réalité alarmante : les forêts, habituellement considérées comme des puits de carbone cruciaux, peuvent se transformer en émettrices nettes de dioxyde de carbone (CO₂). Alors que les épisodes de manque d'eau se multiplient, cette inversion de rôle soulève des inquiétudes majeures pour les politiques d'atténuation du changement climatique. Bien que la quantification exacte du CO₂ capté par les forêts mondiales reste complexe, on estime qu'elles absorbent environ un quart des émissions humaines de CO₂.
Le mécanisme clé se situe au niveau des feuilles des arbres. Celles-ci sont équipées de minuscules ouvertures, les stomates, qui permettent l'entrée du CO₂ nécessaire à la photosynthèse. Ce processus convertit le CO₂ en sucres, alimentant la croissance de l'arbre et son stockage de carbone. Cependant, l'ouverture des stomates entraîne également une perte d'eau par transpiration : pour chaque molécule de CO₂ absorbée, environ 400 molécules d'eau s'échappent.
Cette transpiration, vitale pour le métabolisme de la plante, peut représenter des centaines de litres d'eau par jour pour un seul arbre. L'acheminement de cette eau des racines aux feuilles s'effectue grâce à un système hydraulique basé sur le principe de tension-cohésion. Ce système est cependant fragile : une tension excessive, due à un manque d'eau dans le sol et à une atmosphère plus desséchante, peut provoquer la cavitation. Ce phénomène crée des bulles d'air dans le système hydraulique, bloquant la circulation de l'eau et entraînant la déshydratation irréversible des tissus de l'arbre.
Face à ce dilemme entre la photosynthèse et la préservation de l'eau, les arbres ferment leurs stomates en période de sécheresse. Durant ces périodes, les forêts continuent d'émettre du CO₂ : d'une part, par la consommation des sucres stockés pour leur métabolisme ; d'autre part, lorsque les arbres meurent et relarguent le carbone accumulé. Cette inversion, parfois amplifiée par certaines pratiques forestières, peut transformer une forêt en source de carbone.
La résistance à la sécheresse varie selon les espèces, influencée par la vulnérabilité de leur système hydraulique. Les arbres fonctionnent souvent à la limite de l'embolie, les rendant vulnérables à l'augmentation des sécheresses liées au changement climatique. Lorsque ces dernières dépassent les conditions de référence, des impacts critiques comme la chute des feuilles et le dessèchement peuvent survenir, menant à la mort de l'arbre.
La capacité des forêts à agir comme puits de carbone dépend donc intrinsèquement de la disponibilité de l'eau. L'idée d'un effet fertilisant du CO₂ sur la végétation est contrebalancée par l'intensification des sécheresses. De plus, une concentration accrue de CO₂ peut réduire l'ouverture des stomates, diminuant la transpiration et le recyclage des eaux de pluie, ce qui affecte la stabilité climatique des continents.
