Forêts et climat : l’écorce des arbres est-elle un puits ou une source de gaz à effet de serre ?

Une nouvelle histoire s’écrit depuis peu, qui met une fois de plus les arbres sur le devant de la scène. On connaît leur importance dans la séquestration du carbone via leurs feuilles et le processus de photosynthèse, et plus récemment via les interactions de leurs racines dans le sol. On découvre que leurs troncs sont aussi le siège de nombreux échanges gazeux à travers l’écorce, qui abrite un microbiote riche. Vu les surfaces concernées, de l’ordre de 143 millions de kilomètres carrés au total, presque autant que la surface terrestre mondiale, les impacts sont potentiellement considérables. Pok Man Leung, de l’université Monash, en Australie, et ses collègues précisent la nature et le rôle de ces communautés bactériennes vis-à-vis du méthane (CH₄), de l’hydrogène (H₂) et du monoxyde de carbone (CO).

Ce n’est qu’en 2017 que l’on a découvert que, dans les zones humides d’Amazonie, du méthane est émis à la base de troncs. Ce puissant gaz à effet de serre – il a déjà contribué à 0,5 °C du réchauffement climatique – est produit en quantités importantes dans ces sols saturés en eau et transporté par le système vasculaire des troncs. À l’inverse, en 2024, Vincent Gauci, de l’université de Birmingham, en Grande-Bretagne, et ses collèges ont établi que dans des sols suffisamment drainés, les forêts sont des puits de méthane. Ils ont montré que des bactéries vivant dans l’écorce utilisent le méthane pour produire leur énergie.

Quel bilan dresser pour les troncs : sont-ils des puits ou des sources de gaz à effet de serre, et quelle est l’influence de leur microbiote ? Pok Man Leung et ses collègues ont précisé cet impact sur le méthane et étendu l’étude à l’hydrogène et au monoxyde de carbone, deux gaz qui, en prolongeant la durée de vie du méthane, ont un effet indirect sur le bilan énergétique global de la Terre. Les chercheurs ont étudié huit espèces d’arbres communs de l’est de l’Australie, dans trois écosystèmes : six espèces côtières, de mangroves et de zones humides, et deux espèces d’eucalyptus dans des sols bien drainés en altitude. Et, selon les cas, ils ont étudié trois à cinq individus.

Ils ont répertorié les bactéries de l’écorce, puis séquencé leur ADN et mesuré, sur le terrain, les échanges gazeux grâce à une chambre étanche placée autour du tronc jusqu’à 9 mètres du sol, cela à plusieurs périodes de l’année. Ils ont également analysé en microcosme (un système expérimental qui reproduit le milieu à échelle réduite) l’impact de l’atmosphère gazeuse, de la température et de l’humidité sur des échantillons d’écorce carrés de 10 centimètres de côté de deux espèces d’arbres, pendant quatre jours.

Les mesures de terrain montrent à quel point le tronc se comporte comme une zone d’échange entre le sol et l’atmosphère pour les différents gaz. Les chercheurs estiment par ailleurs que l’écorce héberge jusqu’à 6 000 milliards de bactéries au mètre carré, distinctes de celles des eaux environnantes ou du sol, énorme réservoir (environ 20 000 milliards de bactéries par mètre carré). Ces communautés bactériennes diffèrent selon les espèces d’arbres mais cela influe moins sur ces échanges que l’humidité du sol et la température, qui stimulent le métabolisme des microbes.

Pour la plupart de ces microbes, le métabolisme est flexible : les bactéries passent en quelques minutes ou quelques heures de la production d’un gaz en condition de faible teneur en oxygène (la partie des troncs dans l’eau ou pendant la nuit) à sa consommation en présence d’oxygène (comme pendant la journée). « C’est une surprise, constate Laurent Augusto, chercheur à l’Inrae. On aurait pu supposer que ces bactéries soient en majorité spécialistes. »

Dans les forêts aux sols bien drainés, l’atmosphère est la principale source de CH₄, de CO et de H₂. Pok Man Leung et ses collègues confirment que ces gaz sont consommés par les bactéries des écorces. Selon eux, dans ces milieux, les arbres agissent probablement comme un puits de CO, comme pour le CH₄. Il en va autrement dans les marécages et les plaines inondables où le sol, saturé d’eau, produit du CH₄ et du CO qui pénètrent dans les arbres par leurs racines et finissent par être émis au niveau de l’écorce du bas des troncs. Et même si les bactéries de l’écorce atténuent ces émissions, ces forêts humides restent une source nette. H₂ est le seul gaz pour lequel toutes les espèces étudiées sont un puits net.

Laurent Augusto suppose que « les forêts tropicales ou subtropicales bien drainées sont les plus importantes en termes d’atténuation du changement climatique via la captation biologique de méthane ». Mais, à l’échelle mondiale, compte tenu des différents milieux, Laurent Augusto et Vincent Gauci considèrent qu’il « n’est pas certain que les arbres agissent comme un puits ou une source nette de ces trois gaz à effet de serre ». Quoi qu’il en soit, ces résultats affinent la contribution des forêts dans les cycles atmosphériques mondiaux et in fine la régulation du climat. À terme, les chercheurs espèrent que ces données permettront de mettre en place des politiques publiques forestières optimisées pour capter efficacement ces gaz.

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