Des écosystèmes énormes pourraient s'effondrer en moins de 50 ans

Des écosystèmes énormes pourraient s'effondrer en moins de 50 ans dans une étude nouvelle

Nous savons que les écosystèmes sous stress peuvent atteindre un point où ils s'effondrent rapidement en quelque chose de très différent. L'eau claire d'un lac vierge peut devenir vert algue en quelques mois. Pendant les étés chauds, un récif de corail coloré peut rapidement devenir blanchi et pratiquement stérile. Et si une forêt tropicale a sa canopée considérablement réduite par la déforestation, la perte d'humidité peut entraîner un déplacement vers les prairies de savane avec peu d'arbres.

Nous savons que cela peut se produire car de tels changements ont déjà été largement observés. Mais nos recherches, maintenant publiées dans la revue Nature Communications, montrent que la taille de l'écosystème est importante. Une fois qu'un « point de basculement » est déclenché, les grands écosystèmes pourraient s'effondrer beaucoup plus rapidement que nous ne le pensions. C’est une découverte qui a des implications inquiétantes pour le fonctionnement de notre planète.

Nous avons commencé par nous demander comment la taille de l'écosystème pourrait affecter le temps nécessaire à ces changements (les écologistes les appellent des « changements de régime »). Il semble intuitif de s'attendre à ce que les grands écosystèmes se déplacent plus lentement que les petits. Dans l'affirmative, la relation entre le temps de travail et la taille serait-elle la même pour les lacs, les coraux, les pêches et les forêts?

Nous avons commencé par analyser les données d'environ 40 changements de régime qui avaient déjà été observés par les scientifiques. Leur taille variait de très petits étangs en Amérique du Nord à la savane herbeuse au Botswana, à la pêcherie de Terre-Neuve et à l'écosystème aquatique de la mer Noire.

Nous avons constaté que les grands écosystèmes mettent en effet plus de temps à s'effondrer que les petits systèmes, en raison de la diffusion des contraintes sur de grandes distances et des décalages temporels. La relation semble s'appliquer à différents types d'écosystèmes: les lacs prennent plus de temps que les étangs, les forêts mettent plus de temps à s'effondrer qu'un taillis, etc.

Mais ce qui ressortait vraiment, c'est que les grands systèmes évoluent relativement plus rapidement. Une forêt qui est 100 fois plus grande qu'une autre forêt ne prendra pas 100 fois plus de temps pour s'effondrer - elle s'effondre en fait beaucoup plus rapidement que cela. C'est une découverte assez profonde car elle signifie que de grands écosystèmes qui existent depuis des milliers d'années pourraient s'effondrer en moins de 50 ans. Nos estimations moyennes suggèrent que les récifs coralliens des Caraïbes pourraient s'effondrer en seulement 15 ans et toute la forêt amazonienne en seulement 49 ans.

Qu'est-ce qui explique ce phénomène? Pour le savoir, nous avons utilisé cinq modèles informatiques qui simulaient des choses comme la prédation et l'herbivorie (pensez: les loups, les moutons et les prairies) ou les réseaux sociaux (comment les accents se propagent dans la société). Les modèles prennent en charge les données dans la mesure où les grands systèmes s'effondrent relativement plus rapidement que les petits.

Cependant, les modèles fournissent également des informations supplémentaires. Par exemple, les grands écosystèmes ont souvent relativement plus d'espèces et d'habitats existant en tant que compartiments ou sous-systèmes connectés. Cette « modularité » améliorée rend en fait le système plus résistant aux contraintes et à l'effondrement, un peu comme les compartiments étanches d'un navire l'empêchent de couler si la coque est brisée.

Mais paradoxalement, la même modularité semble permettre à un système fortement sollicité de se défaire plus rapidement une fois l'effondrement commencé. Et parce que les grands systèmes sont relativement plus modulaires, leur effondrement est relativement plus rapide.

Ces effets de dénouement devraient ajouter aux préoccupations concernant les effets des incendies sur la résilience à long terme de l'Amazonie au changement climatique, ou la propagation rapide des récents feux de brousse en Australie causés par des incendies existants qui ont déclenché de nouveaux incendies. Le seul avantage de notre constatation concerne les écosystèmes qui ont déjà été gérés dans des régimes alternatifs, tels que les paysages agricoles créés par l'homme. Celles-ci ont désormais beaucoup moins de modularité et peuvent donc connaître des transitions relativement lentes face au changement climatique ou à d'autres contraintes.

Les messages sont austères. L'humanité doit maintenant se préparer à des changements dans les écosystèmes qui sont plus rapides que ce que nous pensions auparavant grâce à notre vision linéaire traditionnelle du monde. De grands écosystèmes emblématiques comme la forêt amazonienne ou les récifs coralliens des Caraïbes sont susceptibles de s'effondrer sur des « échelles de temps » humaines relativement courtes d'années et de décennies une fois qu'un point de basculement est déclenché. Nos résultats sont encore une autre raison de stopper les dommages environnementaux qui poussent les écosystèmes à leurs limites.