Le laser spatial de la NASA, GEDI, a révolutionné notre compréhension des forêts tropicales, révélant une structure plus simple avec une concentration maximale de feuilles à 15 mètres. Ces découvertes pourraient avoir un impact significatif sur notre connaissance de la biodiversité, de l’adaptation des espèces au changement climatique et de la capacité de stockage de carbone des forêts.
Le laser spatial GEDI de la NASA a fourni une vue structurelle détaillée et révolutionnaire des forêts tropicales du monde entier, permettant aux chercheurs de mieux comprendre ces écosystèmes complexes.
Sommaire
Découvrir les secrets des canopées des forêts tropicales humides
Nous en savons moins sur la canopée des forêts tropicales, où vivent la plupart des espèces de la planète, que sur la surface de Mars ou le fond des océans. Toutefois, cela est sur le point de changer grâce à GEDI, un laser spatial de la NASA qui a fourni pour la première fois une structure détaillée des forêts tropicales du monde entier.
« Les forêts tropicales sont principalement non stratifiées, en particulier en Amazonie et dans les régions où la fertilité est plus faible ou les températures plus élevées », lit-on dans le titre de l’article récemment publié dans la revue Environmental Research Ecology, qui détaille les conclusions du laser. Christopher Doughty, professeur à la School of Informatics, Computing, and Cyber Systems de la Northern Arizona University et premier auteur de l’étude, estime que cette recherche est cruciale – et attendue depuis longtemps – pour en savoir plus sur les écosystèmes tropicaux.
Graphique illustrant les informations sur la canopée obtenues à partir de l’initiative GEDI. Crédit : Nicolle Fuller et Chris Doughty
Implications de la structure de la forêt tropicale
« La plupart des espèces du monde vivent dans les forêts tropicales et la plupart d’entre elles utilisent la canopée, et pourtant, nous en savons si peu », a déclaré M. Doughty. « La structure des forêts tropicales est importante car elle contrôle la façon dont les animaux accèdent aux ressources et échappent aux prédateurs, et ces résultats nous aideront à comprendre la sensibilité des animaux des forêts tropicales au changement climatique. »
La recherche sur les canopées forestières a beaucoup progressé. Les premiers visiteurs occidentaux décrivaient les forêts tropicales comme horror vacui (la nature a horreur du vide) car la végétation était « impatiente de remplir chaque espace disponible avec des tiges et des feuilles ». Plus tard, lorsque les scientifiques ont commencé à étudier les forêts tropicales, ils ont catégorisé la flore luxuriante en couches forestières – une couronne supérieure épaisse et une couche intermédiaire épaisse avec une couche mince entre les deux. Toutefois, cette classification n’a été observée que dans quelques endroits bien étudiés. La structure de la plupart des forêts tropicales était encore inconnue.
Entrer dans GEDI
C’est alors qu’est apparu GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation), l’outil de la NASA qui a changé la donne en matière d’étude des écosystèmes.
« Une différence essentielle entre GEDI et de nombreux autres satellites est sa mesure de la structure tridimensionnelle de la canopée », a déclaré Hao Tang, professeur au département de géographie de l’Université nationale de Singapour (NUS) et co-auteur de l’article. Tang, qui est également chercheur principal au Centre for Nature-based Climate Solutions de la NUS, a ajouté : « Les satellites conventionnels, bien qu’ils fournissent des données précieuses sur la couverture terrestre et la verdure de la canopée, ne disposent souvent pas des informations verticales détaillées offertes par l’initiative GEDI. Ces informations verticales sont cruciales pour comprendre la dynamique des écosystèmes, le stockage du carbone et la biodiversité, qui ne sont pas facilement visibles sur les images satellites classiques.
Lancé fin 2018, le GEDI de la NASA tire un laser invisible depuis la Station spatiale internationale sur les forêts de la Terre des milliers de fois par jour. En fonction de la quantité d’énergie renvoyée au satellite, il peut fournir une carte 3D détaillée qui montre où se trouvent les feuilles et les branches dans une forêt et comment elles évoluent au fil du temps. Cela aidera les chercheurs à comprendre les quantités de biomasse et de carbone que les forêts stockent et celles qu’elles perdent lorsqu’elles sont perturbées – des informations essentielles pour comprendre le cycle du carbone de la Terre et son évolution.
Résultats et implications
Doughty, Tang et les autres auteurs de l’article ont analysé les données GEDI de toutes les forêts tropicales et ont découvert que la structure était plus simple et plus exposée à la lumière du soleil qu’on ne le pensait auparavant. Les données ont également révélé que la plupart des forêts tropicales (80 % de l’Amazonie et 70 % de l’Asie du Sud-Est et du bassin du Congo) présentent un pic du nombre de feuilles à 15 mètres plutôt qu’au sommet de la canopée, ce qui réfute la théorie des premiers chercheurs selon laquelle la canopée est pleine au sommet de la canopée. Bien que les forêts varient, une constatation clé qui semble rester constante dans tous les scénarios est que l’écart par rapport aux conditions idéales (comme une fertilité plus faible ou des températures plus élevées) conduit à des forêts plus courtes, moins stratifiées et à une biomasse plus faible.
« Il a été très surprenant de constater la prédominance de ce type de structure, car elle diffère de ce que nous avions appris dans les manuels classiques sur le sujet », a déclaré M. Doughty. « Ces résultats nous aideront non seulement à comprendre comment les millions d’espèces qui vivent dans la canopée d’une forêt tropicale humide peuvent s’acclimater aux changements de température, mais aussi quelle quantité de carbone ces forêts retiennent et quelle est leur capacité à lutter contre le changement climatique.
Référence : « Tropical forests are mainly unstratified especially in Amazonia and regions with low fertility or higher temperatures » par Christopher E Doughty, Camille Gaillard, Patrick Burns, Jenna Keany, Andrew Abraham, Yadvinder S Malhi, Jesus Aguirre-Gutierrez, George Koch, Patrick Jantz, Alexander Shenkin et Hao Tang, 13 juillet 2023, Environmental Research Ecology.
DOI : 10.1088/2752-664X/ace723