Authors: Bart Muys (KU Leuven), David Ellison (Swedish University of Agricultural Sciences SLU), Sven Wunder (EFI)
L’eau douce propre est devenue un atout clé du 21e siècle, alors que l’augmentation continue de la demande et la sécheresse induite par le changement global entraînent des pénuries chroniques dans de nombreux pays. Les forêts jouent un rôle essentiel dans l’approvisionnement stable en eau douce propre et en services écosystémiques connexes, tels que l’eau potable, la protection contre les inondations, l’érosion et les glissements de terrain, ainsi que la régulation du climat.
Les arbres sont des ingénieurs des eaux polyvalents, agissant en tant que :
- Un parapluie géant Les arbres ont une surface foliaire supérieure à celle des autres végétaux, de sorte que leurs canopées sont plus efficaces pour tempérer les forces érosives de la pluie et créer un microclimat plus ombragé et humide.
- Une pompe à eau Les arbres ont des racines plus profondes, de sorte qu’ils peuvent pomper de plus grands volumes d’eau du sol pour les transporter vers les feuilles, ce qui entraîne plus de production de biomasse, de transpiration et de précipitations. Un grand chêne transpire jusqu’à 1600 litres d’eau par jour. Les forêts européennes transpirent environ 400 mm par an, soit environ la moitié des précipitations sur le continent.
- Un climatiseur L’évapotranspiration élevée des arbres et des forêts assure un fort effet de refroidissement sur leur environnement, en particulier dans les îlots de chaleur urbains.
- Un réservoir d’eau Leur grande production de litière et leurs systèmes racinaires étendus conduisent à plus de carbone du sol et à une meilleure infiltration de l’eau du sol, ce qui améliore la rétention d’eau dans le sol et la recharge des eaux souterraines.
Le rôle exact des forêts dans le cycle de l’eau a fait l’objet de nombreux débats. Dans la littérature plus ancienne, les forêts étaient décrites comme des « éponges », mettant l’accent sur la capacité de leurs couverts, racines et sols de constituer un tampon d’eau, modérant les inondations et équilibrant les débits des rivières. Mais plus récemment, les multiples bénéfices générés par les services d’eau verte des forêts (production de biomasse, formation de microclimat, contrôle de l’érosion, refroidissement atmosphérique et recyclage des précipitations) ont été reconnus en plus des services d’eau bleue (recharge des nappes phréatiques, approvisionnement en eau pour les systèmes aquatiques et les besoins humains Figure). En conséquence, l’idée des arbres en tant que consommateur vorace d’eau a été remplacée par une approche intégrée reconnaissant les compromis entre les multiples avantages liés à l’eau verte des arbres et leur consommation d’eau.
Plusieurs principes de gestion forestière respectueuse de l’eau sont bien établis pour gérer les synergies et les compromis dans l’ensemble des services écosystémiques liés à l’eau que les forêts peuvent fournir :
- Il est essentiel d’éviter la déforestation, en particulier dans les zones sujettes à l’érosion, de limiter la zone de coupes à blanc, en particulier sur les pentes abruptes et de réduire le ruissellement de surface et la perte de sédiments. La dégradation des terres et la perte du couvert forestier dans le monde contribuent à la perte du carbone de sol, de l’infiltration, de la rétention d’eau et de la recharge des nappes phréatiques, par conséquent les paysages asséchés deviennent plus vulnérables à la sécheresse et aux incendies de forêt.
- La restauration des forêts le long des berges contribue à la qualité de l’eau et à la résistance aux inondations.
- L’optimisation de l’emplacement des plantations forestières intensives avec des espèces d’arbres à croissance rapide peut tempérer l’évapotranspiration là où c’est nécessaire et donc conduire à une augmentation de la collecte d’eau.
- Dans les zones de production d’eau potable, les forêts de feuillus sont préférées aux forêts de conifères, car leur surface foliaire moyenne dans le temps plus faible produit plus d’eau et réduit la contamination des aquifères.
- Dans le contexte des changements climatiques et de la sécheresse estivale accrue, une intensité d’éclaircie plus élevée stimule la vitalité des forêts et la croissance des arbres. Le mélange d’espèces d’arbres conduit souvent à une exploration complémentaire du sol par les racines et peut contribuer à une meilleure tolérance à la sécheresse.
- Couvrir les villes de verdure avec des arbres refroidit les îlots de chaleur urbains et atténue les débits de pointe.
Dépasser l’échelle des peuplements forestiers et des bassins versants pour passer à l’échelle régionale et continentale révèle l’étendue des interactions entre la forêt et l’eau. Les couverts forestiers produisent massivement des particules biologiques qui servent de noyaux de condensation pour la formation des pluies. L’évapotranspiration par les forêts recycle la pluie en nuages (écoulement de l’eau verte dans la Figure), impactant les vents et les conditions météorologiques et créant des « rivières volantes » au-dessus des continents qui assurent des précipitations dans la direction des vents profondément dans les terres intérieures. Cela aide à maintenir les précipitations dans bon nombre des principales régions productrices de cultures du monde. Par conséquent, la protection des forêts et leur gestion durable contribuent à la stabilité socioécologique mondiale.
Figure. Les forêts équilibrent les flux d’eau bleue et verte dans le paysage. Eau verte : eau qui est interceptée ou absorbée par les plantes et renvoyée dans l’atmosphère par évapotranspiration. Eau bleue : eau qui ruisselle ou percole et aboutit dans les aquifères, les rivières et les lacs. Numéros 1 à 7 montrent les processus du cycle de l’eau qui sont améliorés par les arbres et les forêts. (modifié d’après Ellison et al. 2019 et Falkenmark & Rockström 2005).