Fiche 11 La forêt bien gérée, un puits de carbone

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1 Activités Saisir des informations dans un document vidéo ou en ligne. Effectuer des recherches sur Internet. Organiser et participer à un débat. Rédiger un argumentaire. Objectifs Extraits du programme de 1ère ES IMPORTANCE ET GESTION DES ECOSYSTEMES FORESTIERS La forêt participe au cycle du carbone. Elle représente un stock biologique de carbone. Sa destruction massive par des phénomènes naturels ou par l'homme (incendies, combustion...) peut perturber ce cycle. La gestion d'une forêt doit assurer une production continue. Une mauvaise gestion ou une surexploitation conduisent à des déséquilibres des écosystèmes. Document d accompagnement Une forêt en croissance stocke du carbone essentiellement sous forme de cellulose. Influence d une forêt en croissance, d une forêt âgée et d une déforestation brutale sur la teneur en dioxyde de carbone de l atmosphère. Nécessaire équilibre entre la croissance de la forêt et les prélèvements. Relation entre âge et productivité. Supports de travail * Le DVD : - DVD «La forêt de montagne»,», rubrique «En savoir plus Le stockage du carbone». * Site Internet : - Site « dossier «L IF n 7 mars 2005 La forêt française, un puits de carbone?». - Site « dossier «La forêt, le bois et le réchauffement climatique» du 4 mars Auteur Françoise Ménant Prolongements - Site de la Cité des Sciences et de l industrie «Opération carbone», rubrique «Opération carbone en Amazonie», «Forêts et changements climatiques». - Site « document «Bois Construction et Environnement». - Site « actualité «L institut du développement durable met un bémol au potentiel de séquestration de CO2» du 25/11/ Site « actualité «Forêts : le piège à carbone montre ses limites» du 10/10/

2 1) Consultation des documents de travail - DVD «La forêt de montagne», rubrique «En savoir plus Le stockage du carbone». Bernard FISCHESSER, ingénieur au CEMAGREF, rappelle que toutes les 2 secondes est défriché et brûlé l équivalent de la superficie d un terrain de football de forêt équatoriale et tropicale. Or, 1 ha de forêt capte chaque année 3T de carbone. Un ha d une forêt de 60 à 120 ans en Chartreuse représente 100T de carbone fixé. La forêt piège deux fois plus de carbone qu une culture. La forêt est-elle un puits de carbone capable de compenser les rejets effectués par l homme? Une solution pourrait être en effet d augmenter la surface des forêts. Mais pour une forêt ancienne, le cycle du carbone est équilibré : autant d absorption que de rejet. Il faut mieux gérer les forêts du Monde, de manière à laisser plus de bois sur pied en ne coupant pas les arbres trop tôt. Il est également possible de ralentir la remise en circulation du carbone fixé par le bois : l utiliser pour la construction. L utiliser comme combustible restitue certes le carbone à l atmosphère, mais réduit l utilisation des combustibles fossiles. - Site « dossier «L IF n 7 mars 2005 La forêt française, un puits de carbone?» Les forêts stockent plus de la moitié du carbone des terres émergées (1120 Gt de carbone). Elles jouent donc un rôle déterminant dans la régulation du niveau du CO2 atmosphérique. En moyenne, les peuplements français à plus fort stock par unité de surface sont les sapinières (87 tc/ha) et les hêtraies (84 tc/ha). Les sols forestiers constituent d importants réservoirs de carbone organique terrestres. En France, ils stockent 1140 MtC, soit 79 tc/ha. Deux stratégies sont envisageables pour permettre aux forêts d augmenter leur capacité de lutte contre le changement climatique : l augmentation de la surface forestière par boisement des terres agricoles permet un accroissement pérenne des stocks de carbone dans la biomasse et dans les sols ; l augmentation de l âge d exploitabilité des forêts accroît le niveau de stock (tc/ha) dans la biomasse ligneuse. - Site « dossier «La forêt, le bois et le réchauffement climatique» du 4 mars Forêt : un puit de carbone important mais à effet limité Tout le monde sait ainsi que les végétaux par le phénomène de la photosynthèse captent du CO2 dans l air pour le stocker sous forme d herbe, de feuilles, de bois, de racines. On oublie parfois que dans le même temps, les végétaux respirent pour assurer leurs multiples fonctions vitales. Ils rejettent alors du gaz carbonique comme les animaux ou les êtres humains. Ces émissions de CO2 représentent environ la moitié des quantités absorbées de gaz carbonique durant la journée. La différence se retrouve dans la croissance des arbres. Ainsi une tonne de bois sec est constituée de 400 à 500 kg de carbone. Mais lorsque les arbres meurent, la matière organique se décompose. Les minéraux restent au sol et le gaz carbonique repart dans l atmosphère. La forêt ne constitue un puits de carbone que dans la mesure où elle grandit. Ainsi, les " forêts vierges " de la zone tropicale qui offrent avec environ 200 à 400 tonnes de carbone par ha le plus important stock en place, ne sont pas des puits de carbone. Arrivées à un stade de maturité et d équilibre, les " forêts naturelles " n accumulent plus de carbone car il pousse autant d arbres qu il en meurt. Pour autant leur incidence dans les mécanicismes d émissions de carbone n est pas négligeable. Leur destruction, en particulier lors de processus de défrichage par brûlis, revient à libérer d un coup plusieurs centaines de tonnes de carbone pour chaque ha détruit. Dans ce cas, elles sont sources de carbone. Au total, le processus de déforestation serait responsable d à peu près 20 % des émissions artificielles de gaz carbonique chaque année. 02

3 Les puits de carbone forestiers ont des limites : à raison de 3 à 5 tonnes de stockage de carbone par an et par ha, il faudrait pour compenser les émissions artificielles de CO2 des surfaces de nouvelles forêts considérables (de l ordre de 850 millions d ha à 1 milliard d ha, soit 15 à 20 fois la surface de la France). L effet puits de carbone ne sera important que durant 100 ans et déclinera en suite pour s annuler au bout de 200 ans environ quand la forêt naturelle aura atteint son point d équilibre. Au-delà le bilan sera nul. La forêt ne captera plus de carbone supplémentaire. Elle pourrait même alors devenir, dans certaines conditions défavorables, des sources de carbone. Quelques chiffres. Le carbone et la forêt : une tonne de bois sec = 400 kg de carbone. Le carbone dans un arbre : 78% dans le bois (tronc, branches), 6% dans les feuilles, 16% dans les racines. Le stock moyen de carbone par ha de formation végétale en France : forêt = 138 tonnes/hectare ; prairie = 65 tonnes/hectare ; terre cultivable = 43 tonnes/hectare. 03

4 2- Questionnement : La forêt est souvent citée comme un des facteurs de régulation du taux de CO2 dans l atmosphère, pouvant compenser les rejets humains et ainsi limiter l effet de serre et le réchauffement climatique. Question n 1 : En utilisant vos connaissances acquises en classe de seconde, rappelez l origine des échanges gazeux au niveau d une forêt. Représentez ces échanges par un schéma. Question n 2 : Dans le DVD «La forêt de montagne» (rubrique «En savoir plus Le stockage du carbone»), Bernard Fischesser apporte des précisions sur le rôle de la forêt en tant que réservoir de carbone. Des données chiffrées sont également disponibles en ligne sur divers sites spécialisés, comme le site « dossier «L IF n 7 mars 2005 La forêt française, un puits de carbone?». Complétez votre schéma en indiquant d une part la quantité de carbone prélevée dans l atmosphère, et d autre part celle fixée dans la biomasse des forêts de Chartreuse et dans leurs sols. Question n 3 : Dans cette même rubrique du DVD «La forêt de montagne», Bernard Fischesser évoque le défrichement massif des forêts équatoriales et tropicales. A partir des informations qu il fournit, et des données disponibles en ligne sur différents sites, organisez un débat autour de l impact de ce défrichement sur le taux de CO2 atmosphérique. Vous pourrez par exemple consulter les adresses suivantes : (dossier «La forêt, le bois et le réchauffement climatique» du 4 mars chapitre 3. «Forêt : un puits de carbone important mais à effet limité») Question n 4 : Rédigez un argumentaire en faveur d une gestion optimale des forêts, assurant une réduction efficace du taux de CO2 dans l atmosphère. Montrez également les limites de la solution forestière dans la lutte contre l augmentation du taux de CO2 dans l atmosphère. 04

5 3) Eléments de réponse Question n 1 : En seconde, les élèves ont appris l existence d un couplage entre atmosphère et biosphère, par les phénomènes de respiration, de fermentation et de synthèse chlorophyllienne. Les végétaux verts des peuplements forestiers, arbres notamment, absorbent du CO2 atmosphérique pour réaliser la photosynthèse. Mais la respiration des animaux et des végétaux (y compris chlorophylliens), les fermentations (notamment au niveau du sol) libèrent du CO2 dans l atmosphère. Le schéma montrera au niveau d une forêt ce double transfert de CO2 (absorption et émission). Il mentionnera également les échanges de dioxygène. Question n 2 : Le schéma sera complété par des données chiffrées : - absorption de 3 T de carbone par ha et par an ; - biomasse des forêts de Chartreuse (hêtraies et sapinières) 80 à 100 T de carbone par ha ; - stockage de 79 T de carbone par ha dans les sols. Question n 3 : Le débat mettra en évidence le caractère erroné d une affirmation fréquente, qui fait de la forêt amazonienne le «poumon» capable d absorber l excédent de CO2 atmosphérique. De fait, une forêt âgée non exploitée capte autant de CO2 qu elle en rejette. En revanche, la destruction de cette forêt contribue de façon importante à la libération de CO2 dans l atmosphère, et remettant en circulation la grande quantité de carbone qui y était fixée. Question n 4 : Les documents proposés pour les questions précédentes fournissent toutes les données utiles. Il s agit de souligner : - qu une augmentation des surfaces forestières accroît la quantité de carbone immobilisé, stocké en dehors de l atmosphère ; de ce point de vue les forêts sont beaucoup plus efficaces que les cultures, car elles représentent plus de matière organique par unité de surface ; - que lorsqu elles sont jeunes, avec des arbres en croissance, les forêts augmentent leur quantité de matière organique par unité de surface ; elles prélèvent donc plus de CO2 qu elles n en rejettent dans l atmosphère. La déforestation est donc dommageable dès lors que les bois coupés sont soit brûlés, soit abandonnés à la décomposition : la masse de carbone qu ils représentent est libérée sous forme de CO2 dans l atmosphère. En revanche, si le bois récolté est utilisé pour les constructions, et que la forêt âgée est remplacée par de jeunes arbres, la même surface forestière prélève au final une quantité accrue de CO2. L efficacité maximale est donc atteinte non pas dans les forêts naturelles mais lors d exploitations optimales, récoltant le bois dès qu une biomasse importante est atteinte, mais avant que le ralentissement de la croissance des arbres ne ramène leurs prélèvements de CO2 à un niveau voisin de celui de leurs émissions. Mais il faut rester conscient des limites de cette solution : à raison de 3 à 5 tonnes de stockage de carbone par an et par ha, il faudrait pour compenser les émissions artificielles de CO2 des surfaces de nouvelles forêts considérables (de l ordre de 850 millions d ha à 1 milliard d ha, soit 15 à 20 fois la surface de la France). D où un regain d intérêt pour le bois combustible : plutôt que de chercher à compenser les apports de CO2 résultant de l usage des combustibles fossiles, il est possible de les limiter en remplaçant ces derniers par le bois, source renouvelable de carbone recyclable. Le site de la Cité des Sciences et de l industrie «Opération carbone», rubrique «Opération carbone en Amazonie», «Forêts et changements climatiques» - propose une animation réalisée par le CIRAD qui constitue une bonne synthèse sur ce thème. 05