Le séquestration du carbone par les forêts est l'un des services écosystémiques les plus importants pour la stabilité du climat terrestre. Sans les forêts, la concentration de CO2 atmosphérique serait nettement plus élevée qu'elle ne l'est aujourd'hui. Mais le système forestier mondial est sous pression : la déforestation, les incendies de forêt, la sécheresse et les infestations de ravageurs réduisent la capacité d'absorption, tandis que le changement climatique lui-même modifie l'équilibre entre la photosynthèse et la respiration.

Comment les arbres capturent le CO2 : le mécanisme

La photosynthèse est le processus par lequel les plantes capturent le CO2 atmosphérique et le convertissent en matière organique solide (sucres, puis cellulose, lignine, amidon). L'équation simplifiée : CO2 + H2O + lumière → CH2O (matière organique) + O2. Le carbone capturé est incorporé dans la structure de l'arbre : le bois (cellulose et lignine : la majorité du carbone), l'écorce, les racines, les feuilles. Comment le carbone capturé est distribué : environ 50 % du carbone fixé par la photosynthèse est respiré par l'arbre lui-même (respiration autotrophe : l'arbre utilise une partie de l'énergie pour ses propres fonctions métaboliques, libérant du CO2). Les 50 % restants constituent la Production Primaire Nette (PPN) : le carbone accumulé dans la biomasse et le sol. De ces 50 % qui vont dans le sol sous forme de racines, d'exsudats et de litière : environ 60–70 % sont minéralisés par les décomposeurs du sol et libérés sous forme de CO2 (respiration hétérotrophe). Les 30–40 % restants deviennent de l'humus stable (séquestration à long terme dans le sol). Le bilan net de l'écosystème (BNE : Bilan Net de l'Écosystème) : la différence entre la photosynthèse totale et la respiration totale (arbres + sol). Dans une jeune forêt en croissance rapide : le BNE est négatif (la forêt absorbe plus de CO2 qu'elle n'en libère). Dans une forêt mature de vieille croissance : le BNE peut être proche de zéro ou légèrement négatif. Non pas parce que la vieille forêt n'est pas importante pour le climat : mais parce que sa contribution est de maintenir un énorme stock de carbone (sans ajouter de nouveau carbone). Si la vieille forêt est détruite, tout ce carbone est libéré rapidement dans l'atmosphère.

Combien de CO2 un arbre capture-t-il : les vrais chiffres

Les estimations du séquestration du CO2 par arbre varient énormément selon l'espèce, l'âge, les conditions climatiques et le type de sol. Quelques estimations représentatives pour les arbres courants en Italie : chêne mature (Quercus robur, 50 ans, forêt de plaine) : séquestration annuelle de 10–22 kg CO2/an. Au cours de sa vie (100 ans) : stock de carbone total de 500–2 000 kg C = 1 800–7 300 kg CO2. Hêtre mature (Fagus sylvatica, 50 ans, forêt de montagne) : séquestration annuelle de 8–18 kg CO2/an. Peuplier de plantation (Populus x hybrida, 10 ans, culture intensive) : séquestration annuelle beaucoup plus élevée en raison de la croissance rapide : 25–50 kg CO2/an. Mais durée de vie courte et stock final faible (l'arbre est abattu à 10–15 ans). Pin sylvestre (Pinus sylvestris, 50 ans) : séquestration annuelle de 6–15 kg CO2/an. Olivier (Olea europaea, 50 ans) : séquestration annuelle de 5–12 kg CO2/an. Facteurs influençant le séquestration : taux de croissance : les arbres à croissance rapide (peupliers, eucalyptus, robinier faux-acacia) séquestrent plus de CO2 par unité de temps que les arbres à croissance lente (chêne, hêtre, if). Mais la durabilité compte : un peuplier abattu après 15 ans et utilisé comme biomasse libère le carbone ; un chêne qui vit 200 ans le retient. Taille : le taux de séquestration augmente avec la taille jusqu'à un maximum qui dépend de l'espèce et de l'environnement. Les plus grands arbres (80–150 cm de diamètre) séquestrent plus de carbone par an que les arbres de taille moyenne (Stephenson et al., Nature, 2014). Cela a des implications importantes pour la gestion : protéger les grands arbres est plus efficace pour le séquestration du CO2 que de les abattre et de les remplacer par de jeunes plants.

La menace climatique pour le séquestration forestier : un système en détresse

Le système mondial de séquestration du carbone forestier est sous une pression croissante de multiples fronts. Sécheresse et chaleur : à mesure que le climat se réchauffe, la fréquence et l'intensité des sécheresses augmentent dans de nombreuses régions. Les sécheresses réduisent la photosynthèse (les stomates se ferment pour limiter la perte d'eau), augmentent la mortalité des arbres (cavitation du xylème : les colonnes d'eau dans le xylème se brisent sous une tension excessive) et augmentent la vulnérabilité aux ravageurs (par exemple, les scolytes dans les forêts d'épicéa stressées par la sécheresse). La mortalité des arbres en Europe a doublé dans les forêts tempérées entre 1990 et 2020 en raison des effets combinés de la sécheresse et de la chaleur extrême. Incendies de forêt : les incendies de forêt (augmentant fortement en raison du changement climatique) libèrent rapidement le carbone accumulé. En Europe, la saison des incendies de 2022 a brûlé environ 750 000 hectares (la pire en 15 ans), libérant des centaines de millions de tonnes de CO2. Infestations de ravageurs : le scolyte (Ips typographus) dans les forêts d'épicéa alpines, la processionnaire du pin dans les forêts de pins, Xylella fastidiosa dans les olives des Pouilles : des ravageurs favorisés par le changement climatique qui tuent des millions d'arbres, transformant les puits de CO2 en sources. Saturation des forêts tropicales : des recherches récentes (Brienen et al., Nature, 2015) suggèrent que les forêts tropicales amazoniennes montrent des signes de capacité de séquestration réduite en raison de la sécheresse et de l'augmentation de la mortalité. D'un puits fiable à un système en détresse.

Le marché du carbone et les forêts : opportunités et risques

La valeur économique de la séquestration du CO2 par les forêts a généré un marché du carbone forestier en expansion rapide, offrant des opportunités significatives mais aussi des risques sérieux. Crédits carbone forestiers : des mécanismes comme REDD+ (Réduction des émissions dues à la déforestation et à la dégradation des forêts : ONU), les programmes nationaux de crédits carbone et le Marché volontaire du carbone permettent aux propriétaires forestiers de vendre des crédits de séquestration du CO2 à des entreprises souhaitant compenser leurs émissions. En théorie : un mécanisme qui rémunère la conservation des forêts et crée une incitation économique à les préserver. Risques du marché du carbone forestier : l'additionnalité : le crédit carbone devrait représenter une séquestration supplémentaire par rapport à ce qui se produirait sans le projet. Or, de nombreux projets de crédits carbone certifient des forêts qui n'étaient pas menacées de déforestation. La permanence : le carbone séquestré par un arbre n'est « permanent » que si l'arbre ne brûle pas, n'est pas abattu et ne meurt pas pour d'autres raisons. Les incendies de forêt peuvent effacer des décennies de séquestration en quelques jours. Le greenwashing : certaines entreprises utilisent les crédits carbone forestiers pour communiquer une « neutralité carbone » tout en continuant à émettre sans réductions réelles. Ce risque a discrédité le marché volontaire du carbone forestier. La position scientifique (GIEC, 2022) : la séquestration forestière est un outil important d'atténuation du changement climatique, mais ne peut pas remplacer la réduction des émissions fossiles. Les crédits carbone forestiers sont un outil utile s'ils sont rigoureux, mais pas une licence pour continuer à émettre. En Italie : le système européen d'échange de quotas (SEQE) n'inclut pas encore le secteur forestier. Des programmes régionaux existent (par exemple, région Lombardie, Toscane) avec des incitations au reboisement reconnaissant la séquestration du carbone. La certification FSC (Forest Stewardship Council) inclut des critères de séquestration du carbone dans les forêts certifiées.

Comment mesurer le carbone d'une forêt : outils et méthodes

Mesurer le carbone séquestré par une forêt est un domaine technique avec des méthodes de plus en plus sophistiquées. Méthodes basées sur le terrain (in situ) : l'inventaire forestier est la méthode de base. Le diamètre à hauteur de poitrine (DHP : diamètre à hauteur de poitrine, à 1,30 m du sol) et la hauteur de chaque arbre dans des parcelles d'échantillonnage sont mesurés. Des équations allométriques sont appliquées (corrélant la biomasse au DHP et à la hauteur pour chaque espèce) pour estimer la biomasse totale et le carbone contenu. Le carbone du sol est mesuré en prélevant des échantillons de sol et en analysant en laboratoire la teneur en matière organique (perte au feu, analyse élémentaire). Méthodes de télédétection : l'imagerie satellite (Sentinel-2, Landsat : gratuit ; WorldView, Pléiades : commercial) fournit des données sur la couverture forestière et la biomasse aérienne (en utilisant l'indice NDVI : Indice de végétation par différence normalisée). Le LIDAR aérien (Light Detection And Ranging) mesure la structure verticale de la forêt (hauteur, canopée, structure) avec une grande précision. Les satellites radar (Sentinel-1, ALOS PALSAR) pénètrent la canopée et estiment la biomasse totale. Réseaux de surveillance : les réseaux de covariance des tourbillons (tours météorologiques avec capteurs de CO2 et de vapeur d'eau installés dans les forêts) mesurent directement les échanges de CO2 entre la forêt et l'atmosphère en temps réel. Le réseau européen ICOS (Système intégré d'observation du carbone) comprend des dizaines de sites forestiers à travers l'Europe, dont certains en Italie (San Rossore, Collelongo, Renon).