Divergence latitudinale des réponses du ruissellement à la forestation mondiale due aux rétroactions forêt‑atmosphère

Pourquoi planter des arbres peut modifier notre eau

La plantation d’arbres est largement promue comme une solution naturelle pour ralentir le changement climatique, mais l’expansion des forêts modifie aussi la manière dont l’eau circule dans l’air, le sol et les rivières. Cette étude pose une question apparemment simple aux conséquences importantes : si l’on plantait des arbres partout où le climat et le sol le permettent raisonnablement, que deviendraient les ressources en eau douce dans le monde ? En combinant des modèles climatiques avancés et un cadre classique d’équilibre hydrique, les auteurs montrent qu’une expansion forestière à grande échelle n’affecterait pas toutes les régions de la même façon — certaines deviendraient effectivement plus humides, tandis que d’autres pourraient voir leur ruissellement diminuer et subir davantage de stress hydrique.

Comment les forêts actionnent le cycle de l’eau

Les forêts influent sur l’eau de plusieurs manières simultanées. Comparées aux prairies ou aux cultures, les arbres prélèvent davantage d’eau dans le sol et la restituent à l’air par évapotranspiration. Leurs canopées plus sombres absorbent plus de lumière, modifiant les températures et l’humidité locales. Et surtout, la vapeur d’eau additionnelle peut alimenter nuages et pluie, parfois loin du lieu d’émission. Pour saisir ces effets imbriqués, les chercheurs ont réalisé des simulations appariées avec un modèle climat terre–atmosphère : une simulation avec la végétation actuelle et une autre avec une carte de « potentiel maximal » où la couverture arborée est maximisée dans toutes les zones propices. Ils ont ensuite utilisé le cadre de Budyko, qui relie précipitations à long terme, évaporation et ruissellement, afin de séparer les effets directs des arbres sur l’usage local de l’eau des effets indirects véhiculés par l’atmosphère.

Plus d’arbres, plus de pluie — mais pas partout

Dans le scénario mondial de forestation, l’évapotranspiration a augmenté sur la plupart des terres, ce qui signifie que davantage de vapeur d’eau a été injectée dans l’atmosphère. Dans l’ensemble, cela a intensifié le cycle hydrologique global : les précipitations moyennes sur les terres ont augmenté d’environ quatre pour cent et le ruissellement fluvial d’un peu moins de trois pour cent. Pourtant cette moyenne globale masque un contraste géographique saisissant. Dans les régions tropicales et de nombreux secteurs tempérés influencés par les moussons — comme l’Amazonie, le bassin du Congo, le sud de l’Afrique, le sud‑est de la Chine et certaines parties de l’Australie — l’augmentation des précipitations a plus que compensé l’eau supplémentaire consommée par les forêts. Dans ces zones, le ruissellement a généralement augmenté, même si les sols ont tendance à s’assécher légèrement parce que les arbres prélèvent plus d’eau.

Pourquoi les hautes latitudes risquent de perdre de l’eau

En revanche, les régions nordiques de hautes latitudes telles qu’une grande partie de l’Europe, de la Russie et certaines parties de l’Amérique du Nord ont vu leur ruissellement décliner avec l’expansion forestière. Là, de nouvelles canopées sombres ont remplacé des surfaces plus claires, souvent couvertes de neige, augmentant l’énergie solaire nette au sol. Cette énergie supplémentaire a élevé la demande atmosphérique en humidité, accroissant l’évaporation potentielle plus vite que les précipitations ne pouvaient suivre. En conséquence, même des gains modestes de précipitations ont été contrebalancés par des pertes évaporatives plus fortes, entraînant moins d’eau alimentant rivières et cours d’eau. Les modèles et les analyses observationnelles complémentaires pointent tous vers ce contraste thermique : les régions chaudes bénéficient d’une forte hausse des précipitations liée à un transport vertical de vapeur et à des modifications de la circulation, tandis que les régions froides gagnent peu en pluie mais voient une forte augmentation de la « soif » atmosphérique.

Coûts locaux cachés le long du spectre de sécheresse

Au‑delà des zones climatiques, les auteurs ont examiné comment la sécheresse de fond façonne les résultats locaux. Ils ont constaté que l’effet direct de l’ajout d’arbres — sans tenir compte des rétroactions atmosphériques — réduit presque toujours le ruissellement, car les forêts retiennent et utilisent une part plus importante des précipitations. Cette suppression est la plus forte dans les climats « intermédiaires », ni très humides ni très secs, où les limitations en eau et en énergie s’équilibrent. Dans de nombreux principaux points chauds d’afforestation — comme certaines parties de l’Europe, du sud‑est de l’Amérique du Nord et du sud de l’Asie — ces effets locaux à la surface du sol peuvent réduire le ruissellement de plus de 40 %, même là où les rétroactions atmosphériques régionales augmentent les précipitations. Cela signifie que, pour les communautés vivant sur les terres plantées, de nouvelles forêts peuvent réduire significativement l’eau disponible pour les rivières et les réservoirs, même si les régions voisines bénéficient d’un surplus de pluie.

Ce que cela implique pour les futurs plans de reforestation

L’étude conclut qu’à l’échelle mondiale la forestation à grande échelle augmenterait légèrement les flux d’eau douce, mais avec une division nette : les régions tropicales et de nombreux secteurs tempérés tendent à gagner du ruissellement, tandis que les régions boréales et autres zones froides tendent à en perdre. Ces motifs sont principalement dus à la manière dont les forêts reconfigurent l’atmosphère — modifiant où et combien il pleut, et la « soif » de l’air — plutôt qu’au seul fait que les arbres consomment plus d’eau localement. Pour les décideurs, cela signifie que l’afforestation ne peut être planifiée uniquement sur la base des bénéfices carbones. Dans les régions pauvres en eau ou aux hautes latitudes, une plantation extensive d’arbres pourrait aggraver les pénuries d’eau, alors que dans les zones chaudes et humides elle peut contribuer à renforcer la disponibilité en eau. Les auteurs soutiennent que les stratégies futures de plantation doivent être adaptées selon la latitude et le climat, en évaluant conjointement le stockage du carbone, les effets sur la température et les conséquences souvent négligées pour les rivières et la sécurité hydrique.

Citation: Kan, F., Lian, X., Xu, H. et al. Latitudinal divergence in runoff responses to global forestation due to forest-atmosphere feedbacks. Nat Commun 17, 2515 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68945-9

Mots-clés: afforestation, ruissellement, cycle hydrologique, rétroactions forêt–atmosphère, ressources en eau