Chapitre 9 : Le rôle du cycle du carbone dans les changements climatiques

Description du chapitre

Ce chapitre résume le rôle du cycle naturel du carbone dans la régulation de la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone. Il explique comment les émissions anthropiques de dioxyde de carbone ont provoqué le réchauffement planétaire en perturbant le cycle naturel du carbone, évalue où le carbone est actuellement stocké dans les écosystèmes terrestres et océaniques du Canada et comment ces réservoirs évoluent, et aborde brièvement le rôle des approches fondées sur la nature dans l’atténuation des changements climatiques.

Messages clés du chapitre

Résumé en langage clair^{Note de bas de page 1}

Ce chapitre présente les renseignements généraux nécessaires pour comprendre le rôle du cycle naturel du carbone dans le contrôle de la réponse du système climatique aux émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂). L’objectif est d’illustrer comment les émissions anthropiques de CO₂ contribuent au réchauffement planétaire à l’échelle mondiale, entraînant les changements décrits dans les autres chapitres. Le chapitre comprend une évaluation de l’état actuel du cycle du carbone sur les terres et dans les océans au Canada et de son évolution, ainsi qu’une brève évaluation du potentiel des approches fondées sur la nature pour atténuer les changements climatiques.

La concentration de CO₂ dans l’atmosphère est régulée par l’échange de carbone entre l’atmosphère et les terres et océans sous-jacents. Pendant 800 000 ans avant l’ère industrielle, la concentration atmosphérique de CO₂ a varié entre environ 170 ppm et 300 ppm (parties par million). Depuis le début de l’ère industrielle, les émissions anthropiques de CO₂ associées à la combustion de combustibles fossiles et au changement d’affectation des terres (par exemple, la déforestation) ont fait passer la concentration de CO₂ dans l’atmosphère à environ 423 ppm (en 2024). Les émissions anthropiques mondiales actuelles de carbone sont d’environ 11 Gt C/an (ce qui équivaut à environ 41 Gt CO₂/an; Gt = gigatonne = 10¹⁵ grammes).

Sur l’ensemble du CO₂ anthropique émis dans l’atmosphère, moins de la moitié y est restée. Le reste a été absorbé par les terres^{Note de bas de page 2} et les océans. L’excès de CO₂ dans l’atmosphère provoque le réchauffement planétaire^{Note de bas de page 3}et les changements climatiques mondiaux et régionaux qui y sont associés. Bien que les émissions anthropiques de CO₂ varient géographiquement, l’augmentation du CO₂ dans l’atmosphère affecte le climat de la planète entière, quel que soit le lieu où le CO₂ est émis. Cependant, les changements climatiques affectent chaque région différemment, et l’absorption du carbone par les terres et les océans en réponse à l’augmentation du CO₂ dans l’atmosphère varie également selon les endroits. En tant que gaz à effet de serre (GES), le CO₂ est responsable de la majeure partie du réchauffement observé à ce jour, mais les changements dans les émissions d’aérosols et d’autres GES (par exemple, le méthane [CH₄], l’oxyde nitreux [N₂O] et les halocarbures^{Note de bas de page 4}, collectivement appelés GES autres que le CO₂) ont également contribué à ce phénomène. Les GES ne représentent qu’une très petite fraction de l’atmosphère (< 1 %), qui est principalement composée d’azote (78 %) et d’oxygène (21 %). Cependant, les GES ont un impact majeur sur le climat, car ils piègent la chaleur dans l’atmosphère. Les émissions de GES autres que le CO₂ sont souvent exprimées en équivalents CO₂ (éq. CO₂); chaque unité représente la quantité de CO₂ qui produirait le même forçage radiatif cumulé (la variation nette de l’énergie qui entre dans l’atmosphère terrestre et qui en sort) sur une période donnée.

Il existe une relation à peu près linéaire entre le réchauffement planétaire attribuable au CO₂ et les émissions cumulatives de CO₂. Cela signifie que plus les émissions d’origine humaine pénètrent dans l’atmosphère terrestre, plus le climat se réchauffe. Si les émissions nettes de CO₂ atteignent zéro (c’est-à-dire lorsque les émissions de CO₂ sont compensées par le captage et l’élimination du CO₂ de l’atmosphère) et que les émissions d’autres GES sont fortement réduites, la température mondiale se stabilisera. La relation entre les émissions cumulatives de CO₂ et le réchauffement planétaire nous permet également de calculer la quantité de CO₂ qui peut être émise avant que le réchauffement planétaire n’atteigne un niveau spécifique, par exemple 2 °C de plus que le climat préindustriel.

Au Canada, les émissions anthropiques nationales de GES en 2023 (dernière année pour laquelle des données sont disponibles) ont totalisé 694 Mt d’éq. CO₂ (1 Mt [mégatonne] = 10¹² grammes). Les émissions anthropiques de GES du Canada ont atteint un pic en 2007, avec 774 Mt d’éq. CO₂/an, et ont diminué depuis lors. Le Canada est actuellement le 10^e pays émetteur de GES et est responsable d’environ 1,3 % des émissions mondiales.

Depuis la dernière période glaciaire, la masse terrestre du Canada agit comme un puits de carbone net. À l’heure actuelle, les écosystèmes terrestres du Canada continuent d’éliminer le carbone de l’atmosphère, mais ce puits semble s’affaiblir à mesure que la superficie touchée par des perturbations telles que les feux de forêt augmente. À l’avenir, on s’attend à une augmentation à la fois de l’absorption de carbone due à la croissance accrue de la végétation et des émissions de carbone dues au dégel du pergélisol et aux perturbations des écosystèmes, ce qui rend incertain l’effet net sur le bilan carbone terrestre du Canada. La superficie brûlée par les feux de forêt au Canada devrait encore augmenter à mesure que le climat continue de se réchauffer.

Les changements apportés au cycle du carbone océanique sont évalués à l’intérieur de la zone économique exclusive (ZEE) du Canada, qui correspond à la zone océanique s’étendant jusqu’à 200 milles marins (370 km) au large des côtes et des îles. En moyenne, les océans canadiens agissent comme un puits net de CO₂ provenant de l’atmosphère, bien que certaines eaux côtières constituent une source nette de CO₂ atmosphérique. On s’attend à ce que les océans canadiens continuent à absorber du carbone à l’avenir, tant que la concentration de CO₂ atmosphérique continuera d’augmenter. Cependant, le taux d’absorption par l’océan ralentira à mesure que celui-ci se réchauffera et s’acidifiera (chapitre 7, section 7.7).

Les méthodes d’élimination du dioxyde de carbone (EDC) visent à atténuer les changements climatiques en éliminant le CO₂ de l’atmosphère à l’aide de méthodes géologiques, chimiques et fondées sur la nature. Les méthodes géologiques et chimiques d’EDC ne sont pas évaluées dans le présent rapport. Les solutions climatiques fondées sur la nature (SCFN) ont suscité beaucoup d’intérêt auprès du public. Les SCFN permettent de lutter contre les changements climatiques en protégeant les stocks de carbone existants ou en augmentant l’absorption du CO₂ de l’atmosphère. Elles offrent des avantages environnementaux, économiques et sociaux connexes. Cependant, le potentiel des SCFN pour compenser les émissions anthropiques de CO₂ est limité. En effet, les SCFN n’offrent qu’un stockage de carbone à court terme (d’une durée de quelques saisons à un siècle), qui est vulnérable aux perturbations, au développement et aux changements climatiques. La réduction des émissions de combustibles fossiles afin d’atteindre la carboneutralité reste essentielle pour atteindre les objectifs mondiaux d’atténuation des changements climatiques.

9.1 : Introduction

L’objectif de ce chapitre est de fournir des renseignements généraux sur le cycle naturel du carbone et son rôle dans la régulation de la quantité de dioxyde de carbone anthropique (CO₂) émise qui reste dans l’atmosphère. L’excès de CO₂ atmosphérique provoque le réchauffement planétaire (Archer et al., 2009; Eyring et al., 2021) et entraîne les changements qui sont abordés dans les autres chapitres du présent rapport. En outre, ce chapitre évalue l’état actuel et futur du cycle du carbone sur les terres et dans les océans au Canada, ainsi que le potentiel des solutions fondées sur la nature pour atténuer les changements climatiques au Canada.

Le climat à long terme et la température moyenne de la Terre sont régulés par l’équilibre entre l’énergie provenant du soleil et l’énergie quittant la Terre (voir RCCC 2019, chapitre 2, section 2.3.1) (Bush et al., 2019). L’atmosphère terrestre laisse passer la lumière du soleil qui atteint la surface de la Terre, à partir de laquelle une partie de cette énergie solaire est réémise sous forme de chaleur. Le CO₂ atmosphérique et d’autres gaz à effet de serre (GES) absorbent une partie de la chaleur réémise (c’est-à-dire le rayonnement à ondes longues), ce qui augmente la température de l’atmosphère. Une grande variété de processus naturels qui opèrent à différentes échelles de temps régulent la concentration de CO₂ dans l’atmosphère et donc cet équilibre énergétique. Le cycle naturel du carbone à l’échelle mondiale est décrit à la section 9.2. Dans ce chapitre, les flux entre les différentes composantes du système terrestre (atmosphère, terre, océan, sédiments, etc.) sont exprimés en unités de masse de carbone (C) ou de CO₂ par unité de temps. Les émissions de GES autres que le CO₂ sont exprimées en unités propres au gaz (par exemple, masse de méthane [CH₄] par unité de temps), ainsi qu’en équivalents CO₂ (éq. CO₂) en multipliant par le potentiel de réchauffement planétaire sur 100 ans de chaque GES. On obtient ainsi la quantité de CO₂ qui entraînerait le même réchauffement, ce qui facilite la comparaison des effets des différents GES.

Les émissions anthropiques (c’est-à-dire causées par l’être humain) de CO₂ associées à la combustion de combustibles fossiles et aux changements d’affectation des terres (par exemple, la déforestation) ont perturbé le cycle naturel du carbone à l’échelle mondiale. Les émissions anthropiques mondiales et canadiennes de GES sont évaluées à la section 9.3, qui décrit également comment le cycle naturel du carbone de la Terre a réagi à l’augmentation du CO₂ atmosphérique. À l’échelle mondiale, plus de la moitié du CO₂ anthropique a été absorbé par les terres et les océans, laissant moins de la moitié dans l’atmosphère.

Le réchauffement planétaire est causé par les émissions anthropiques de CO₂ qui restent dans l’atmosphère. La section 9.4 présente la relation à peu près linéaire entre les émissions anthropiques cumulatives de CO₂ et le réchauffement planétaire. Elle présente également le concept de carboneutralité. Le réchauffement planétaire est également causé par les GES autres que le CO₂. Lorsque les émissions de GES à longue durée de vie, tels que le CO₂, atteindront la carboneutralité et que les émissions de GES à courte durée de vie diminueront fortement, les températures de l’air à la surface cesseront alors d’augmenter.

La section 9.5 évalue les sources et les puits de carbone terrestres actuels du Canada (qui comprennent les lacs intérieurs, les rivières et les milieux humides), ainsi que ceux des océans canadiens (jusqu’à 200 milles marins au large des côtes), et leur évolution. Enfin, la section 9.6 examine le potentiel des solutions climatiques fondées sur la nature pour éliminer le CO₂ et aider le Canada à atténuer les changements climatiques.

Faits saillants de la figure : Aperçu visuel du contenu du chapitre et des liens importants entre les chapitres.

Titre de la figure : Guide visuel du contenu du chapitre 9 et des principaux liens entre les chapitres.

Figure 9.1 : Guide visuel du contenu du chapitre 9 et des liens entre les chapitres

9.2 : Cycle naturel du carbone à l’échelle mondiale

Message clé 9.1 : Avant l’ère industrielle, le carbone stocké dans les combustibles fossiles était resté isolé pendant des millions d’années, ne jouant aucun rôle perceptible dans l’échange de carbone entre la terre, les océans et l’atmosphère (degré de confiance très élevé^{Note de bas de page 5}).

Message clé 9.2 : Au cours des 800 000 années avant l’ère industrielle, la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a varié entre 170 et 300 parties par million (degré de confiance très élevé). À titre de comparaison, la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère pour l’année 2024 était de 423 parties par million.

Le carbone est échangé en permanence entre les composantes du système climatique terrestre (atmosphère, terre, biosphère, océans, croûte et manteau supérieur) à des échelles de temps variant de quelques minutes à plusieurs millions d’années. Les processus naturels du cycle du carbone qui s’opèrent à des échelles de temps pouvant atteindre des milliers d’années (également appelés processus « rapides ») dans ou sur les terres, les océans et l’atmosphère sont décrits respectivement dans les sections 9.2.1.1, 9.2.1.2 et 9.2.1.3. Les processus géologiques du cycle du carbone impliquant la croûte terrestre et le manteau supérieur, qui s’opèrent à des échelles de temps allant de milliers à des millions d’années, sont décrits dans la section 9.2.1.5. L’échange naturel de carbone entre les composantes du système climatique régule les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO₂) et de méthane (CH₄). Cette section résume le fonctionnement du cycle naturel du carbone, en mettant l’accent sur les composantes « rapides » du cycle du carbone.

Les échanges de carbone se produisent facilement entre l’atmosphère, les océans, la végétation, le sol et les sédiments de surface (figure 9.2). Les océans sont de loin les plus grands réservoirs de carbone. Cependant, en raison de l’impact des activités humaines, les échanges actuels de carbone ne sont pas dans un état stable, comme il est indiqué dans la section 9.3.

Faits saillants de la figure : Les émissions anthropiques de dioxyde de carbone ont perturbé le cycle naturel du carbone, entraînant une augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique.

Titre de la figure : Ampleur des réservoirs et des flux de carbone naturels, et changements qui en résultent dans les flux dus aux activités anthropiques.

Figure 9.2 : Illustration montrant l’ampleur des réservoirs mondiaux de carbone (c’est-à-dire leur capacité de stockage) en gigatonnes de carbone (Gt C) (cercles) et les flux (c’est-à-dire les échanges) entre eux en Gt C/an (flèches) au cours de la décennie 2012-2023. Les flèches courbes plus fines représentent les flux naturels équilibrés. Les flèches dans la case « Flux anthropiques » représentent les flux non équilibrés entre les réservoirs. L’épaisseur des flèches est proportionnelle à l’ampleur de chaque flux, les flèches plus épaisses représentant les flux les plus importants. La direction d’une flèche correspond à la direction du flux : les flèches pointant vers le haut indiquent les émissions atmosphériques, et les flèches pointant vers le bas, les réductions et les éliminations dans l’atmosphère. Les émissions combinées provenant des combustibles fossiles et du changement d’affectation des terres sont à l’origine de l’augmentation de la concentration de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère, qui entraîne une absorption du carbone par les terres et les océans, comme il est expliqué dans le texte. La variation nette de la charge atmosphérique de CO₂ est donc de 9,6+  1,3 – 3,3 – 2,8 = 4,8 Gt C/an. Ce chiffre est inférieur de 0,4 Gt C/an par rapport à l’augmentation observée de 5,2 Gt C/an, d’où un déséquilibre de -0,4 Gt C/an. Ce déséquilibre d’environ 8 % dans les flux actuels génère une incertitude dans la reconstitution de l’évolution de la charge atmosphérique de CO₂ à l’aide des différents termes du bilan. Il convient de noter que la taille des réserves de combustibles fossiles correspond aux réserves connues; d’autres réserves pourraient être découvertes. La catégorie « Sols » représente les sols non gelés, et les sols gelés figurant dans la catégorie « Pergélisol ». Adapté de : Candell et al. (2021) et Friedlingstein et al. (2023).

9.2.1 : Échange naturel de carbone entre la surface terrestre et l’atmosphère

Cette sous-section explique les rôles joués par les terres, les océans et l’atmosphère dans le cycle du carbone. Elle montre que les océans constituent de loin le plus grand réservoir de carbone. Les terres et les océans jouent tous deux un rôle actif important dans les échanges de carbone avec l’atmosphère, tandis que cette dernière joue un rôle principalement passif. Cette sous-section montre également que le réservoir de combustibles fossiles a été déconnecté du cycle moderne du carbone. Elle se concentre sur les processus « rapides » du cycle du carbone, qui se produisent à des échelles de temps se situant dans la fourchette allant de quelques minutes à des milliers d’années; pour compléter le tableau, les processus qui se produisent à des échelles de temps géologiques de plusieurs millions d’années sont brièvement décrits dans la section 9.2.1.5.

Les processus du cycle du carbone fonctionnent de manière quelque peu différente sur terre et dans l’océan, avec deux distinctions principales. Premièrement, sur terre, les processus biologiques sont les principaux moteurs du cycle du carbone, car la photosynthèse convertit le CO₂ de l’atmosphère en composés de carbone organique, qui se décomposent ensuite et libèrent du CO₂ dans l’atmosphère (pour le cycle du carbone terrestre, l’expression « productivité végétale » est généralement utilisée comme synonyme du terme « photosynthèse », les deux faisant référence au processus d’absorption du carbone par la végétation). En revanche, dans l’océan, le processus physique de dissolution du CO₂ dans l’eau de mer entraîne l’absorption du carbone de l’atmosphère. Le CO₂ dissous dans l’eau de mer se présente sous la forme de carbone inorganique dissous. Ce carbone inorganique dissous constitue le plus grand réservoir de carbone de l’océan, bien que celui-ci contienne également du carbone organique dissous, provenant principalement du phytoplancton marin et des plantes terrestres.

Deuxièmement, sur terre, l’absorption et le stockage du carbone se produisent au même endroit physique, car les plantes et les sols sont immobiles. En revanche, dans l’océan, où l’eau est en mouvement constant, l’absorption du carbone peut se produire dans une région, tandis que son stockage à long terme peut avoir lieu ailleurs, souvent à des profondeurs plus importantes ou dans des parties éloignées de l’océan.

9.2.1.1 : Terre ferme

Le carbone pénètre dans la biosphère terrestre par le biais de la photosynthèse végétale (figure 9.2), qui se produit à une échelle de temps de quelques minutes (Sellers et al., 1997). Les plantes absorbent le CO₂ et le convertissent en carbone organique, qui constitue la base de la biomasse végétale. À mesure que les plantes poussent et meurent, le carbone organique est stocké, à la fois au-dessus du sol, dans les feuilles et les tiges, et sous le sol, dans les racines et le sol (cette capacité de stockage du carbone est appelée « réservoir de carbone »). À son tour, le carbone est renvoyé dans l’atmosphère sous forme de CO₂ par le biais d’un certain nombre de processus, notamment la respiration de la végétation vivante, la décomposition de la matière organique morte dans les déchets végétaux (la couche supérieure de matière organique légèrement décomposée au sol), les débris ligneux grossiers et le carbone du sol, ainsi que les perturbations, telles que les feux de forêt (figure 9.2). La litière de feuilles en surface se décompose assez rapidement, en moins d’un an à environ deux ans. Les débris ligneux grossiers, en particulier les grosses bûches, se décomposent beaucoup plus lentement et peuvent persister sur le sol forestier de quelques décennies à plus d’un siècle, selon le type de bois, son diamètre et, surtout, les conditions climatiques (Harmon et al., 1986). Le carbone organique stocké dans le réservoir de carbone du sol se décompose à une échelle de temps allant de quelques années à plusieurs siècles. Ces processus entraînent une accumulation de carbone organique dans le sol, en particulier dans les régions humides et froides, où la matière organique se décompose plus lentement (Schmidt et al., 2011). C’est la raison pour laquelle de grandes quantités de carbone sont stockées sous terre dans les milieux humides, les tourbières et le pergélisol. Lorsque le carbone organique se décompose dans des endroits où l’oxygène n’est pas disponible (par exemple, dans des conditions de saturation d’eau), le carbone est principalement libéré sous forme de méthane plutôt que sous forme de CO₂. Les milieux humides et les tourbières comptent parmi les plus grandes sources naturelles de méthane.

L’équilibre entre le carbone absorbé par la photosynthèse et le carbone perdu par la respiration des plantes et des micro-organismes et par la combustion détermine si la terre gagne ou perd du carbone dans l’ensemble. En général, les plantes et les sols accumulent du carbone pendant la saison de croissance, car la quantité de carbone ajoutée par sa conversion à partir du CO₂ pendant la photosynthèse est supérieure à la quantité de carbone perdue par la respiration des plantes et des micro-organismes. Les plantes perdent du carbone pendant la saison de dormance, lorsque la photosynthèse est absente (ou beaucoup plus faible), mais que la respiration se poursuit. Lorsque la biosphère terrestre est dans un état d’équilibre, le carbone accumulé pendant la saison de croissance est à peu près équilibré par le carbone perdu pendant la saison de dormance. Lorsque la biosphère terrestre gagne ou perd du carbone sur une longue période, elle n’est pas en état d’équilibre.

Une petite fraction de la matière organique terrestre pénètre également dans les rivières et les lacs. Ce carbone est transporté en aval vers l’océan, une partie se décomposant en cours de route. Les émissions mondiales de CO₂ provenant des rivières et des lacs sont estimées à environ 1,8 et 0,3 gigatonne de carbone par an (Gt C/an), respectivement, avec environ 1 Gt C/an rejeté dans l’océan (c’est-à-dire les rejets fluviaux) (M. Liu et al., 2024; Raymond et al., 2013). Ces flux sont d’une ampleur bien moindre que les échanges naturels entre la terre et l’atmosphère (130 Gt C/an) et entre l’océan et l’atmosphère (80 Gt C/an) indiqués dans la figure 9.2.

À l’échelle mondiale, la matière organique du sol représente le plus grand réservoir de carbone terrestre (de 1 500 à 1 700 Gt C; 1 Gt = 10¹⁵ g) (Friedlingstein et al., 2022; Scharlemann et al., 2014), suivie par la végétation (environ 400 à 500 Gt C) (Friedlingstein et al., 2022; He et al., 2021; Santoro et al., 2021), et les déchets végétaux (environ 80 à 100 Gt C). On suppose généralement que les estimations du réservoir de carbone du sol incluent une petite fraction de microbes vivants (environ 1,5 %) (Xu et al., 2013). Outre le carbone présent dans les sols non gelés, on estime que de 1 100 à 2 000 Gt C sont emprisonnées dans le pergélisol, où elles se trouvent depuis la dernière période glaciaire (Hugelius et al., 2014; Lindgren et al., 2018).

9.2.1.2 : Océan

À l’échelle mondiale, les océans sont de loin les plus grands réservoirs de carbone dans le cycle actif du carbone. Ils contiennent environ 37 000 Gt C, principalement sous forme de carbone inorganique dissous dans l’eau de mer (figure 9.2), avec une petite fraction supplémentaire stockée sous forme de carbone organique, principalement dans les sédiments. Les océans stockent dix fois plus de carbone que les sols et le pergélisol réunis.

Comme les océans renferment d’énormes quantités de carbone, ils jouent un rôle prépondérant dans le contrôle des niveaux de CO₂ atmosphérique, en particulier sur de longues périodes (de 10 000 à 100 000 ans). La concentration en carbone inorganique dissous dans l’eau de mer varie géographiquement. Dans les zones où la concentration en CO₂ à la surface de l’océan est faible par rapport à celle de l’atmosphère, la surface de l’océan absorbe le CO₂ de l’atmosphère. À l’inverse, dans les zones où la concentration de CO₂ dans les eaux de surface est plus élevée que dans l’atmosphère, l’océan émettra du CO₂ dans l’atmosphère. À mesure que la concentration de CO₂ dans l’eau de mer augmente en raison de l’augmentation de la concentration atmosphérique, la capacité de l’océan à absorber davantage de CO₂ diminue.

Une partie du carbone inorganique dissous est absorbée par le phytoplancton, qui le photosynthétise pour produire du carbone organique. Comme le phytoplancton constitue la base de la chaîne alimentaire océanique (les modes d’alimentation interconnectés entre tous les organismes), ce carbone organique circule dans l’écosystème océanique. Une très petite fraction (quelques pour cent) se dépose au fond de la mer, où elle est enfouie dans les sédiments et potentiellement isolée des échanges océan-atmosphère pendant des centaines, voire des milliers d’années. Le reste est recyclé dans la colonne d’eau (c’est-à-dire à différentes profondeurs dans l’eau), et une partie est émise dans l’atmosphère sous forme de CO₂. Rien n’indique que le taux de transfert du carbone vers les profondeurs océaniques via le phytoplancton ait augmenté en raison de l’augmentation des niveaux de CO₂ dans l’eau de mer, car la croissance du phytoplancton est limitée par la disponibilité des nutriments et de la lumière, plutôt que par la disponibilité du carbone.

Le carbone inorganique dissous est également transporté dans certaines régions des profondeurs océaniques par les courants marins dans lesquels des mélanges se produisent. Une partie du carbone dissous remonte à la surface de la mer à une échelle de temps de plusieurs centaines à plusieurs milliers d’années. Lorsque le flux total de CO₂ de l’atmosphère vers l’océan est identique au flux de carbone de l’océan vers l’atmosphère, l’océan se trouve dans un état d’équilibre sur le plan de l’échange de carbone avec l’atmosphère.

De plus, le carbone pénètre dans l’océan depuis la terre ferme, par le ruissellement et l’érosion côtière (section 9.2.1.1). Ce carbone peut être organique ou inorganique, et il pénètre dans l’océan sous forme dissoute et sous forme particulaire (c’est-à-dire particules solides telles que des débris végétaux ou de la terre).

9.2.1.3 : Atmosphère

La concentration de CO₂ dans l’atmosphère est principalement régulée par l’échange de carbone entre la terre et l’atmosphère, et entre l’océan et l’atmosphère. Lorsque le flux total de CO₂ de l’atmosphère vers la terre et l’océan est identique au flux sortant de ces réservoirs, le système est en état d’équilibre et la concentration atmosphérique de CO₂ reste constante à l’échelle de plusieurs siècles. Cependant, lorsque du CO₂ est ajouté à l’atmosphère (par exemple, sous forme d’émissions anthropiques) plus rapidement qu’il n’est absorbé par la terre ou l’océan, la concentration atmosphérique de CO₂ augmente. En raison des émissions anthropiques, cela a été le cas depuis la fin de l’ère préindustrielle. Une fois émis, le CO₂ est retiré de l’atmosphère à des échelles de temps allant de quelques minutes à plusieurs millénaires (Inman, 2008; Torres Mendonça et al., 2024). Il est donc difficile d’attribuer une durée de vie atmosphérique fixe au CO₂. En effet, même 100 ans après son émission dans l’atmosphère, environ 35 % du CO₂ s’y trouve toujours (Torres Mendonça et al., 2024). En fait, une fraction du CO₂ émis dans l’atmosphère y demeure pendant des dizaines de milliers d’années (Archer et al., 2009).

Les mesures effectuées dans les bulles d’air piégées dans les carottes de glace prélevées en Antarctique montrent que, pendant les 800 000 années qui ont immédiatement précédé l’ère industrielle, la concentration atmosphérique de CO₂ se situait dans la fourchette comprise entre environ 170 et 300 parties par million (ppm) (Canadell et al., 2021; Lüthi et al., 2008; Uemura et al., 2018). Pendant les périodes glaciaires, cette concentration était d’environ 170 à 200 ppm et, pendant les périodes interglaciaires, d’environ 250 à 300 ppm. La concentration atmosphérique actuelle de CO₂ d’environ 423 ppm (pour l’année 2024) (Forster et al., 2025) est sans précédent depuis au moins 800 000 ans, et il existe un degré de confiance élevé dans le fait que cette concentration n’ait pas été observée depuis au moins 2 millions d’années, comme l’indique le résumé technique (RT) de la contribution du Groupe de travail I au sixième Rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) (RT GTI RE6 GIEC) (Arias et al., 2021).

Selon l’analyse des carottes de glace prélevées en Antarctique, ainsi que les enregistrements des changements passés du niveau de la mer, au moins huit périodes glaciaires se sont produites au cours des 800 000 dernières années, séparées par des périodes interglaciaires. Chaque période glaciaire dure généralement entre 70 000 et 90 000 ans, suivie d’une période interglaciaire plus courte d’environ 10 000 à 30 000 ans (Augustin et al., 2004; Past Interglacials Working Group of PAGES, 2016). Ces cycles sont attribuables aux changements de l’orbite et de l’inclinaison de la Terre. La variation naturelle des concentrations atmosphériques de CO₂ entre les valeurs glaciaires faibles et les valeurs interglaciaires élevées est d’environ 100 ppm. L’augmentation entre les niveaux glaciaires bas et les niveaux interglaciaires élevés s’est généralement produite plus rapidement, tandis que le déclin subséquent vers les niveaux glaciaires s’est déroulé plus progressivement, les deux phases s’étendant sur des dizaines de milliers d’années. Le taux d’augmentation récent du CO₂ atmosphérique, qui est passé d’environ 285 ppm en 1850 à 423 ppm en 2024, soit une augmentation de 139 ppm au cours des 175 dernières années, est donc sans précédent au cours des 800 000 dernières années (Masson-Delmotte et al., 2013).

Le méthane a une durée de vie beaucoup plus courte dans l’atmosphère que le CO₂. Le méthane se décompose en CO₂ et en eau (H₂O) dans l’atmosphère en l’espace d’environ 10 à 12 ans. Les carottes de glace montrent que la concentration atmosphérique de méthane se situait dans la fourchette de 0,35 à 0,80 ppm il y a 800 000 ans jusqu’à la fin de l’ère préindustrielle (Canadell et al., 2021; Loulergue et al., 2008). La concentration actuelle de méthane dans l’atmosphère, qui est d’environ 1,9 ppm, est déterminée par l’équilibre entre les émissions de méthane provenant des terres et des océans et la destruction du méthane dans l’atmosphère. Bien que le méthane se décompose en CO₂, sa contribution à la concentration globale de CO₂ dans l’atmosphère est négligeable, car la concentration atmosphérique actuelle de méthane est beaucoup plus faible que celle du CO₂ (1,9 ppm pour le méthane contre 423 ppm pour le CO₂) (Forster et al., 2025).

Cependant, le méthane est un GES beaucoup plus puissant que le CO₂. Les émissions de méthane ou d’autres gaz à effet de serre autres que le CO₂ (collectivement appelés GES autres que le CO₂) peuvent être exprimées en équivalents de dioxyde de carbone (éq. CO₂), ou en quantité de CO₂ qui entraînerait le même forçage radiatif cumulé sur une période donnée. Le forçage radiatif est la variation nette de l’énergie qui entre dans l’atmosphère terrestre et qui en sort en réponse à une augmentation de la concentration atmosphérique d’un GES donné.

Le coefficient utilisé pour calculer les émissions d’éq. CO₂ d’un GES autre que le CO₂ est appelé potentiel de réchauffement planétaire (PRP), le PRP du CO₂ étant fixé à un. Étant donné que le PRP est calculé sur une période donnée, sa valeur pour un GES autre que le CO₂ dépend de sa durée de vie dans l’atmosphère et de sa capacité à provoquer un réchauffement. Les GES autres que le CO₂ à courte durée de vie, comme le méthane, provoquent la majeure partie du réchauffement peu après leur émission, tandis que les GES autres que le CO₂ à longue durée de vie, comme l’oxyde nitreux (N₂O) (Prather et al., 2023), restent dans l’atmosphère pendant des siècles, provoquant un réchauffement à long terme. Le PRP du méthane sur des échelles de temps de 20 et 100 ans est estimé respectivement à 84 et à 28 (annexe 8.1 dans Myhre et al., 2013). Cela signifie que, en moyenne sur une période de 20 ans, une unité de méthane provoque le même réchauffement que 84 unités de CO₂.

9.2.1.4 : Carbone fossile

Les réserves fossiles de carbone, que nous utilisons comme source d’énergie sous forme de combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel) depuis le début de l’ère industrielle, proviennent de matières organiques qui se sont déposées il y a des centaines de millions d’années au fond des mers et des océans anciens. Pendant des millions d’années, la température et la pression élevées dans les profondeurs de la croûte terrestre ont comprimé et transformé ces matières organiques en combustibles fossiles hydrocarbonés. Différentes combinaisons de chaleur et de pression ont donné naissance à différents types d’hydrocarbures (charbon, pétrole ou gaz naturel).

Jusqu’à l’ère industrielle, le réservoir fossile de carbone était déconnecté du cycle moderne et actif du carbone (figure 9.3). Ici, les expressions « cycle moderne du carbone » et « cycle rapide du carbone » sont utilisées comme synonymes pour refléter des échelles de temps pouvant atteindre des milliers d’années, par opposition aux millions d’années au cours desquelles le carbone organique est transformé en combustibles fossiles hydrocarbonés. Les combustibles fossiles ont une signature isotopique distincte, qui fait référence au rapport spécifique des isotopes de carbone présents dans leur composition. Des études basées sur la datation au radiocarbone (carbone 14) et les isotopes stables du carbone (carbone 12 et carbone 13) démontrent que les combustibles fossiles ont des origines anciennes (Friedli et al., 1986; Keeling, 1979; Stuiver et Polach, 1977; Tans et al., 1979).

Les enregistrements continus et stables sur les isotopes de carbone (rapport entre le carbone 13 et le carbone 12) du CO₂ atmosphérique provenant des carottes de glace ne remontent qu’à 24 000 ans (Schmitt et al., 2012). Cependant, des données probantes plus larges issues d’études géologiques, d’enregistrements d’isotopes stables d’éléments non carbonés et de données au radiocarbone soutiennent la conclusion selon laquelle les combustibles fossiles ont été isolés du cycle moderne du carbone pendant des centaines de millions d’années (Ogbesejana et al., 2022; Peters et al., 2004).

9.2.1.5 : Le cycle géologique du carbone

Les composantes du cycle du carbone, qui opèrent à des échelles de temps de plusieurs millions d’années, font circuler le carbone entre la terre, les océans et l’atmosphère par le biais de réactions chimiques et de la tectonique des plaques (déplacements de la croûte terrestre). Ces processus à long terme commencent par la pluie qui, lorsqu’elle se combine avec le CO₂ présent dans l’atmosphère, forme un acide carbonique faible. Lorsque cette pluie légèrement acide tombe sur la terre, elle réagit avec les roches dans un processus appelé « altération chimique » et libère des ions calcium. Ces ions sont ensuite transportés par les rivières vers l’océan, où les organismes marins à coquilles les combinent avec le CO₂ pour former du carbonate de calcium solide. Lorsque ces organismes meurent et coulent au fond de la mer, le carbonate de calcium est enfoui et finit par se transformer en roche (par exemple, du calcaire), emprisonnant le carbone.

La tectonique des plaques régit le mouvement des croûtes continentale et océanique. Lorsque deux plaques tectoniques entrent en collision, l’une d’elles est subduite (tirée vers le bas) à l’intérieur de la Terre, où les roches fondent sous l’effet de la chaleur et de la pression extrêmes, libérant du CO₂. Au cours de millions d’années, ce CO₂ est rejeté dans l’atmosphère par les volcans, et le cycle recommence (Tamburello et al., 2018). Ces processus du cycle du carbone, qui s’opèrent à l’échelle géologique sur des millions d’années, agissent comme un thermostat naturel, régulant les niveaux de CO₂ dans l’atmosphère. Sans les émissions volcaniques de CO₂, les niveaux de CO₂ dans l’atmosphère diminueraient lentement, en raison de l’enfouissement du carbone au fond des océans. À l’inverse, en l’absence de pluie pour favoriser l’érosion des roches, les niveaux de CO₂ dans l’atmosphère augmenteraient de manière incontrôlée. L’activité volcanique et d’autres activités géologiques libèrent environ de 0,08 à 0,1 Gt C/an (de 0,3 à 0,4 Gt CO₂/an) sous forme de CO₂ dans l’atmosphère et l’océan (Werner et al., 2019), soit environ cent fois moins que les émissions anthropiques actuelles (11 Gt C/an ou 41 Gt CO₂/an) (Friedlingstein et al., 2022). Ces processus du cycle du carbone qui s’observent à l’échelle géologique ne sont pas abordés plus en détail dans ce chapitre, car ils ne sont pas pertinents à l’échelle temporelle à laquelle les changements climatiques se produisent actuellement et affectent les humains, qui se situent dans une fourchette allant de quelques décennies à quelques siècles.

Faits saillants de la figure : Les combustibles fossiles ont été isolés du cycle moderne du carbone pendant des centaines de millions d’années.

Titre de la figure : Illustration du cycle moderne du carbone, dans le contexte des processus du cycle du carbone se déroulant à l’échelle géologique et du réservoir de combustibles fossiles

Figure 9.3 : Diagramme illustrant les échanges de carbone entre les composantes du cycle du carbone à différentes échelles de temps. Les échanges de carbone entre l’atmosphère (où le carbone se présente sous forme de dioxyde de carbone, ou CO₂), la surface des océans, la végétation et les sols superficiels se produisent à une échelle de temps allant de quelques minutes à environ cent ans. Il faut des décennies, voire un millénaire, pour que la circulation de l’eau transporte le carbone dissous de la surface des océans vers les profondeurs. Les combustibles fossiles ont été isolés du cycle moderne du carbone pendant des centaines de millions d’années. La combustion des combustibles fossiles ajoute du carbone au cycle moderne du carbone. Les seuls processus naturels qui permettent de réduire à long terme l’excès de carbone atmosphérique du cycle moderne sont l’enfouissement profond dans les sédiments marins et l’altération des roches silicatées, qui prennent des milliers à des centaines de milliers d’années. Les fourchettes de temps (par exemple, « années-décennies » et « 10 000-100 000 ans ») sont les échelles de temps associées à l’échange entre chaque paire de compartiments. Notez que les tailles des réservoirs dans la figure ne sont pas à l’échelle. Les tailles relatives des réservoirs sont indiquées dans la figure 9.2. Adapté de : Johannessen et Christian (2023).

9.2.2 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 9.1 : Avant l’ère industrielle, le carbone stocké dans les combustibles fossiles était resté isolé pendant des millions d’années, ne jouant aucun rôle perceptible dans l’échange de carbone entre la terre, l’océan et l’atmosphère (degré de confiance très élevé).

Message clé 9.2 : Au cours des 800 000 années avant l’ère industrielle, la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a varié entre 170 et 300 parties par million (degré de confiance très élevé). À titre de comparaison, la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère pour l’année 2024 était de 423 parties par million.

Les messages clés 9.1 et 9.2 sont interdépendants, et le degré de confiance à l’égard du message clé 9.1 et de la première phrase du message clé 9.2 est très élevé. Les données probantes à l’appui de ces deux messages clés reposent sur un consensus solide entre de nombreuses études de grande qualité qui ont estimé l’origine et les concentrations atmosphériques du CO₂ ancien à partir de mesures du CO₂ piégé dans l’air des carottes de glace prélevées dans l’Antarctique. La concentration atmosphérique de CO₂ pour l’année 2024 est basée sur la troisième mise à jour annuelle des indicateurs mondiaux des changements climatiques (Forster et al., 2025). Un grand nombre d’études évaluées par des pairs rapportent des mesures de CO₂ à partir de données provenant de carottes de glace prélevées en Antarctique (par exemple, Augustin et al., 2004; Jouzel et al., 1987; Lorius et al., 1985; Lüthi et al., 2008; Petit et al., 1999; Uemura et al., 2018). Les mesures de la composition isotopique du CO₂ piégé dans les carottes de glace prélevées en Antarctique et provenant d’échantillons atmosphériques actuels (Etheridge et al., 1996; Friedli et al., 1986; Keeling, 1979; Schmitt et al., 2012), ainsi que les données géologiques et radiocarboniques, confirment les origines anciennes des combustibles fossiles et leur isolement du cycle moderne du carbone depuis des millions d’années. Ces études constituent la base de la compréhension scientifique des cycles glaciaires-interglaciaires et des variations associées du CO₂ atmosphérique au cours des 800 000 dernières années.

9.3 : Changements anthropiques dans le cycle mondial du carbone

Message clé 9.3 : L’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère depuis l’ère préindustrielle est sans aucun doute due aux émissions provenant de la combustion de combustibles fossiles et aux changements d’affectation des terres causés par l’être humain. En 2023, les émissions mondiales annuelles de CO₂ d’origine humaine ont atteint 41 Gt CO₂/an (± 3 Gt CO₂/an) (gigatonnes de dioxyde de carbone par an). En incluant les contributions des autres gaz à effet de serre, les émissions totales de gaz à effet de serre s’élevaient à 57 Gt d’éq. CO₂/an (équivalents en dioxyde de carbone par an).

Message clé 9.4 : D’après le Rapport d’inventaire national du Canada, les émissions anthropiques totales de gaz à effet de serre du Canada ont atteint un pic en 2007, avec 774 Mt d’éq. CO₂ (mégatonnes d’équivalent en dioxyde de carbone). Des réductions notables ont été enregistrées en 2008-2009 pendant la récession mondiale (714 Mt d’éq. CO₂/an) et en 2020 pendant la pandémie de COVID-19 (682 Mt d’éq. CO₂/an). Les émissions pour 2023 (694 Mt d’éq. CO₂/an; année la plus récente pour laquelle des données sont disponibles) sont environ 10 % plus faibles que leur pic de 2007, malgré la croissance continue de la population et de l’économie canadiennes.

Message clé 9.5 : Les terres et les océans ont absorbé ensemble plus de la moitié des émissions anthropiques mondiales de dioxyde de carbone depuis l’ère préindustrielle (degré de confiance très élevé). On s’attend à ce que les océans continuent à absorber le dioxyde de carbone à long terme (au-delà d’un siècle), mais le puits de carbone terrestre pourrait s’affaiblir ou devenir une source de carbone (degré de confiance élevé).

Cette section présente un aperçu des émissions anthropiques mondiales et canadiennes de gaz à effet de serre (GES) : leurs sources, leur ampleur et leurs tendances. Elle résume également la réponse du cycle naturel du carbone aux émissions anthropiques mondiales.

9.3.1 : Émissions anthropiques (mondiales)

Depuis l’ère préindustrielle, les émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂) sont attribuables à la production et à la combustion de combustibles fossiles, aux activités industrielles, telles que la production de ciment, et au changement d’affectation des terres. Depuis 1850, les émissions combinées provenant des combustibles fossiles et de la production de ciment représentent environ les deux tiers des émissions anthropiques totales de CO₂, le reste provenant des changements d’affectation des terres (Friedlingstein et al., 2025). Bien que les émissions de CO₂ provenant de la production et de la combustion de ciment et de combustibles fossiles soient systématiquement combinées dans les estimations (par exemple, Friedlingstein et al., 2025), la production de ciment ne contribue qu’à environ 4 % de ces émissions (Andrew, 2019). Pour la période de 2014 à 2023, les émissions provenant des combustibles fossiles et de la production de ciment représentaient environ 90 % de toutes les émissions d’origine humaine (Friedlingstein et al., 2025).

Les réserves de carbone fossile ont été isolées du cycle naturel du carbone pendant des centaines de millions d’années (section 9.2.1.4). Leur combustion ajoute du CO₂ dans l’atmosphère, et l’augmentation de la concentration atmosphérique de CO₂ qui en résulte durera des millénaires. Les combustibles fossiles (tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel) sont des formes de carbone organique. Ils sont brûlés à des fins de production d’électricité, de chauffage, de transport et d’activités industrielles. L’extraction et la combustion des combustibles fossiles transforment le carbone de ces réservoirs d’hydrocarbures, par ailleurs stables et durables, et le rejettent dans l’atmosphère sous forme de CO₂.

Sur la base de la signature isotopique distincte des combustibles fossiles, il a été confirmé que l’augmentation de la concentration atmosphérique de CO₂ résulte principalement de la combustion de combustibles fossiles et, dans une moindre mesure, de la déforestation (Francey et al., 1995; Friedli et al., 1986; Keeling, 1979). Le résumé à l’intention des décideurs (RID) du GTI RE6 du GIEC (RID GTI RE6 GIEC) a conclu sans équivoque que l’augmentation des concentrations atmosphériques de CO₂ et d’autres GES (par exemple, le méthane et l’oxyde nitreux) dans l’atmosphère au cours de l’ère industrielle est le résultat des activités humaines (GIEC, 2021).

À l’échelle mondiale, les émissions anthropiques annuelles totales de CO₂ provenant des combustibles fossiles (et de la production de ciment) ont continué d’augmenter année après année depuis 1850 ou même avant, à quelques exceptions près, telles que les réductions des émissions en 1945 à la fin de la Seconde Guerre mondiale, en 2020 pendant la pandémie de COVID-19 et pendant les grandes récessions (AIE, 2024). Les émissions mondiales annuelles de CO₂ provenant de la combustion de combustibles fossiles (et du ciment) étaient inférieures à 0,2 Gt CO₂ en 1850 (1 gigatonne, ou Gt, équivaut à 1 milliard de tonnes), mais elles ont dépassé 10 Gt CO₂ en 1963 et ont atteint leur niveau le plus élevé (37,4 Gt CO₂) en 2023, dernière année pour laquelle des données sont disponibles (AIE, 2024). Si l’on tient compte du forçage radiatif d’autres GES, tels que le méthane (CH₄) et l’oxyde nitreux (N₂O), les émissions mondiales de GES en 2023 ont totalisé 53 Gt d’équivalent en dioxyde de carbone par an (éq. CO₂/an), à l’exclusion des émissions liées à l’utilisation des terres, au changement d’affectation des terres et à la foresterie (AIE et al., 2024).

Historiquement, la majorité des émissions de CO₂ proviennent des pays développés. Au cours de la période de 1850 à 2023, les émissions cumulatives des États-Unis ont représenté 24 % du total mondial, contre 16 % pour l’Union européenne, 15 % pour la Chine et seulement 3 % pour l’Inde (Friedlingstein et al., 2025). Toutefois, pendant les deux dernières décennies, l’augmentation des émissions mondiales de CO₂ a été principalement due à la croissance des économies émergentes et des pays moins développés (par exemple, la Chine et l’Inde). En 2023, les cinq pays les plus émetteurs et leur part dans les émissions mondiales de CO₂ provenant des combustibles fossiles et de la fabrication du ciment étaient la Chine (30,1 %), les États-Unis (11,2 %), l’Inde (7,8 %), la Russie (5,1 %) et le Brésil (2,5 %) (Crippa et al., 2024). Le Canada était le 10^e plus grand émetteur en 2023, produisant 1,3 % des émissions mondiales de GES.

La quantité de CO₂ émise par unité d’énergie obtenue est la plus élevée pour le charbon, suivi du pétrole et du gaz naturel. Par exemple, 101 kg de CO₂ sont émis par gigajoule (GJ; un milliard de joules) d’électricité produite à partir de lignite (charbon brun), 73,3 kg de CO₂/GJ pour le pétrole brut et 56,1 kg de CO₂/GJ pour le gaz naturel (chapitre 2, tableau 2.2, dans GIEC, 2006).

Le méthane est le principal composant du gaz naturel et sa combustion entraîne des émissions de CO₂. De plus, des fuites involontaires de méthane se produisent également dans les infrastructures industrielles et résidentielles. Pour obtenir un bilan complet des émissions de GES d’origine anthropique, il faut inclure ces émissions « fugitives ». Comme il est mentionné à la section 9.2, sur une période de 100 ans, le méthane a un potentiel de réchauffement planétaire (PRP) environ 28 fois plus élevé que celui du CO₂, de sorte que 1 kg de méthane émis équivaut à 28 kg d’éq. CO₂. Il est donc important de tenir compte des émissions fugitives de méthane lors de la quantification de la réduction des émissions obtenue lors de la transition du charbon ou du pétrole au gaz naturel.

L’incertitude concernant les émissions annuelles mondiales de CO₂ provenant de la combustion de combustibles fossiles est relativement faible, de l’ordre de 5 à 6 % (Olivier et Peters, 2020), car la majorité du carbone contenu dans les combustibles fossiles est converti en CO₂ de manière prévisible. Cependant, avec l’augmentation de la part des émissions provenant des économies émergentes, qui ont souvent des difficultés à déclarer leurs émissions, l’incertitude globale concernant les valeurs des émissions mondiales de CO₂ a augmenté ces dernières années (Olivier et Peters, 2020). L’incertitude concernant les émissions mondiales annuelles de méthane est beaucoup plus grande (environ 25 %) (Olivier et Peters, 2020), en raison de la difficulté à quantifier les émissions fugitives. Les émissions fugitives ont été sous-déclarées par des pays développés, comme les États-Unis et le Canada (Plant et al., 2019), et, dans de nombreuses économies émergentes, elles sont marquées d’incertitudes très importantes. Par conséquent, la réduction des émissions fugitives de méthane est largement considérée comme une bonne occasion d’atténuer les changements climatiques à court terme.

Les changements de l’affectation des terres dus à la modification de la surface terrestre par les humains peuvent entraîner des émissions ou des absorptions de CO₂. Les changements typiques d’affectation des terres, tels que la déforestation, l’exploitation forestière, l’urbanisation, l’expansion agricole et la culture itinérante (cycle consistant à couper la forêt pour l’agriculture, puis à abandonner l’agriculture), libèrent du CO₂ provenant des terres. L’élimination ou la dégradation de la végétation naturelle réduit le stockage du carbone en augmentant la décomposition et la combustion des matières organiques. Le bois récolté pour la fabrication de papier et de produits dérivés libère du CO₂ à la fin du cycle de vie de ces produits, lorsqu’ils se décomposent. En revanche, d’autres changements de l’affectation des terres, tels que la régénération des forêts (après la récolte du bois ou l’abandon de l’agriculture), le reboisement (la création d’une forêt ou d’un peuplement forestier là où il n’y en avait pas récemment) et les pratiques de conservation du carbone dans le sol, améliorent le stockage du carbone sur les terres.

Une part importante des émissions résultant du changement d’affectation des terres d’origine anthropique provient de la suppression définitive de la végétation naturelle afin d’augmenter la superficie agricole. La superficie mondiale des terres cultivées est passée d’environ 3 millions de km² dans les années 1700 à environ 16 millions de km² aujourd’hui (Hurtt et al., 2020). Si la suppression de la végétation n’est pas permanente, elle n’entraînera pas d’augmentation à long terme du CO₂ atmosphérique, car le carbone temporairement perdu dans l’atmosphère est récupéré lorsque la végétation repousse au bout de quelques décennies. Cependant, les terres cultivées se comportent différemment de la végétation naturelle, en particulier les forêts, car la récolte régulière des cultures empêche l’accumulation de matière organique dans le sol. La végétation naturelle stocke plus de carbone par unité de surface que les cultures, car elle n’est pas récoltée. Depuis 1850, les pertes de carbone d’origine anthropique provenant des terres (par exemple, en raison d’activités telles que la déforestation) ont été supérieures aux gains de carbone (par exemple, en raison d’activités telles que le reboisement et l’abandon des terres cultivées). En conséquence, les changements d’affectation des terres causés par l’être humain ont représenté une source nette cumulative de carbone d’environ 225 Gt C (gigatonnes de carbone) (825 Gt CO₂) au cours de la période 1850-2023, et, en moyenne, une source annuelle de 1,1 Gt C/an (4,0 Gt CO₂/an) au cours de la période 2014-2023 (Friedlingstein et al., 2025). Les émissions liées au changement d’affectation des terres pour l’année 2023 (dernière année pour laquelle des données sont disponibles) sont estimées à 1 Gt C/an (3,6 Gt CO₂/an) (Friedlingstein et al., 2025), ce qui donne des émissions anthropiques totales d’environ 11 Gt C/an (41 Gt CO₂/an). Lorsque le potentiel de réchauffement planétaire des GES autres que le CO₂ est pris en compte, cela équivaut à environ 57 Gt d’éq. CO₂/an (obtenu en ajoutant 3,6 Gt CO₂/an au chiffre de 53 Gt d’éq. CO₂/an provenant de AIE et al., 2024).

9.3.2 : Émissions anthropiques au Canada

Selon le Rapport d’inventaire national du Canada (ECCC, 2025), les émissions anthropiques annuelles de GES du pays ont augmenté de façon constante, passant de 606 Mt d’éq. CO₂/an en 1990 à 774 Mt d’éq. CO₂/an en 2007. Les émissions ont ensuite diminué au cours des années 2008 et 2009 pour atteindre 714 Mt d’éq. CO₂/an, en raison de la récession mondiale, puis se sont stabilisées, avec une moyenne de 740 Mt d’éq. CO₂/an pendant la période 2010-2019. En 2020, les émissions du Canada ont chuté à 682 Mt d’éq. CO₂/an, en raison de la réduction de l’activité économique liée à la pandémie de COVID-19. De 2021 à 2023 (dernière année pour laquelle des données sont disponibles), les émissions s’élevaient en moyenne à 696 Mt d’éq. CO₂/an. La figure 9.4 illustre ces changements. Il convient de noter que les changements dans les émissions de GES du Canada se sont tous produits malgré l’augmentation continue de la population canadienne. Cela signifie que les émissions par habitant du Canada sont en baisse (voir la figure 9.4).

Faits saillants de la figure : En 2023, les émissions anthropiques de gaz à effet de serre du Canada étaient environ 10 % plus faibles que leur pic de 2007, et les émissions par habitant étaient 29 % plus faibles que leur pic de 2000.

Titre de la figure : Émissions nationales et par habitant de gaz à effet de serre du Canada, à l’exclusion de celles provenant du changement d’affectation des terres et de la foresterie (1990-2023)

Figure 9.4 : Graphique illustrant les émissions anthropiques annuelles de gaz à effet de serre (GES) au Canada (ligne bleue) (en mégatonnes d’équivalent dioxyde de carbone par an, ou Mt d’éq. CO₂/an) et les émissions anthropiques annuelles de GES par habitant (ligne orange) (en tonnes d’éq. CO₂/personne/an) de 1990 à 2023, d’après le Rapport d’inventaire national du Canada (ECCC, 2025). Les émissions par habitant ont été calculées à partir des estimations démographiques de Statistique Canada pour le 1^er juillet de chaque année. Les émissions liées au changement d’affectation des terres et à la foresterie sont exclues. Veuillez noter que les valeurs minimales sur les axes verticaux ne sont pas égales à zéro.

En vertu de l’Accord de Paris de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC), chaque pays peut choisir l’année de référence à partir de laquelle les réductions d’émissions ou les contributions déterminées au niveau national (CDN) seront mesurées. L’année de référence du Canada est 2005. Le Canada s’est engagé à réduire ses émissions de 45 à 50 % par rapport au niveau de 2005 d’ici 2035. En utilisant la valeur des émissions de 2005, soit 759 Mt d’éq. CO₂ (ECCC, 2025)^{Note de bas de page 6}, cet objectif de réduction des émissions est de 380 à 417 Mt d’éq. CO₂/an. La Loi canadienne sur la responsabilité en matière de carboneutralité, adoptée en juin 2021, consacre dans la législation l’engagement du Canada à atteindre la carboneutralité d’ici 2050 (voir le chapitre 1, encadré 1.2, pour plus de renseignements sur les engagements du Canada en matière d’atténuation des changements climatiques).

Le Canada communique actuellement ses émissions chaque année à la CCNUCC. Chaque année, des améliorations sont apportées au processus de déclaration, ce qui peut entraîner des ajustements des valeurs des années précédentes. De 2005 à 2023, des baisses notables des émissions ont été observées dans les secteurs de l’électricité (58 %), de l’industrie lourde (11 %) et des « déchets et autres » (7,2 %). Au cours de la même période, des augmentations des émissions ont été observées dans les secteurs du pétrole et du gaz (6,9 %) et de l’agriculture (5,6 %) (ECCC, 2025).

Conformément aux procédures de la CCNUCC, les émissions sont souvent déclarées par secteur (défini par le GIEC), dont la répartition pour le Canada en 2023 est présentée à la figure 9.5. Le secteur qui contribue le plus aux émissions au Canada est celui des sources de combustion fixes^{Note de bas de page 7} (298 Mt d’éq. CO₂/an, soit 43 %), suivi du transport (195 Mt d’éq. CO₂/an, soit 28 %). Ce sont ces secteurs qui devront réduire le plus leurs émissions si nous voulons atteindre nos objectifs de réduction des émissions de 45 à 50 % par rapport au niveau de 2005 d’ici 2035 et atteindre la carboneutralité d’ici 2050.

Les émissions par habitant ne sont pas uniformes au Canada (tableau 9.1) (ECCC, 2025). Le tableau 9.1 présente les émissions par habitant pour l’année 2023. Au niveau provincial, les émissions par habitant les plus élevées proviennent de la Saskatchewan (61,2 t d’éq. CO₂/personne) et de l’Alberta (56,1 t d’éq. CO₂/personne). Les émissions les plus faibles proviennent du Québec (8,9 t d’éq. CO₂/personne), de l’Île-du-Prince-Édouard (9,2 t d’éq. CO₂/personne), l’Ontario (10,2 t d’éq. CO₂/personne) et la Colombie-Britannique (10,8 t d’éq. CO₂/personne), les autres provinces et territoires se rapprochant de la moyenne nationale de 17,3 t d’éq. CO₂/personne. Les émissions par habitant plus élevées en Alberta et en Saskatchewan sont liées à la présence de l’industrie pétrolière et gazière et à la forte dépendance à l’égard de la combustion de combustibles fossiles pour la production d’électricité. Les émissions par habitant plus faibles par rapport à la moyenne nationale sont associées, entre autres, à l’utilisation de l’énergie nucléaire pour produire de l’électricité en Ontario et à l’utilisation de l’énergie hydraulique pour produire de l’électricité au Québec et en Colombie-Britannique.

Faits saillants de la figure : La combustion de sources fixes et les transports sont les deux principaux secteurs émetteurs de gaz à effet de serre au Canada.

Titre de la figure : Contributions aux émissions de gaz à effet de serre de divers secteurs au Canada en 2023

Figure 9.5 : Diagramme circulaire montrant la répartition des émissions du Canada par secteur selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) (en mégatonnes d’équivalent dioxyde de carbone, ou Mt d’éq. CO₂), pour l’année 2023. Adapté de : ECCC (2025).

Au cours de la période 1990‑2023, les émissions de GES du Canada par unité de produit intérieur brut (PIB) ont diminué d’environ 45 %. Les GES émis pour produire 1 milliard de dollars de biens et de services sont passés de 0,52 à 0,29 Mt d’éq. CO₂. La quantité de GES émis par personne a également diminué d’environ 26 % entre 2005 et 2023, passant de 23,5 t d’éq. CO₂/habitant à 17,3 t d’éq. CO₂/habitant, respectivement, bien que le Canada reste l’un des pays les plus émetteurs par habitant au monde (ECCC, 2025). Bien que les émissions par unité de PIB et par habitant aient considérablement diminué, les émissions totales de GES du Canada ont diminué plus lentement, car le PIB et la population ont augmenté au fil du temps.

9.3.2.1 : Mesures des gaz à effet de serre atmosphériques pour estimer les émissions anthropiques

La concentration de CO₂ dans l’atmosphère terrestre est mesurée depuis 1957 à des endroits clés, tels que Mauna Loa (Hawaï) et le pôle Sud, ce qui permet d’obtenir des mesures précises (Keeling, 1960). Les mesures canadiennes ont débuté en 1976 à Alert, au Nunavut (Worthy et al., 1994), et se sont étendues à plus de 20 sites fédéraux à travers le Canada à leur apogée. Le réseau canadien de surveillance des GES comprend actuellement 14 sites au pays. D’autres mesures des GES sont effectuées à proximité de lieux où se trouve des sources et des puits, à l’aide d’instruments fixes ou mobiles, tels que des aéronefs, des automobiles, voire des vélos (Vogel et al., 2024). Les satellites ont commencé à mesurer le CO₂ et le méthane atmosphériques près de la surface de la Terre en 2002 (Buchwitz et al., 2005), et l’exactitude, la couverture et la résolution spatiale de ces mesures continuent de s’améliorer (Jacobs et al., 2024). Ces différents types d’observations des GES atmosphériques peuvent être utilisés avec des modèles de transport atmosphérique ou d’autres données sur le vent pour quantifier les émissions de GES (par exemple, Chan et al., 2020; Nassar et al., 2017). Cette approche de quantification des émissions est appelée « approche descendante ».

À l’heure actuelle, les déclarations d’émissions du Canada et des autres signataires de la CCNUCC sont principalement basées sur des méthodologies ascendantes, ou basées sur les activités, qui utilisent la quantité de combustibles fossiles brûlés, combinée à un coefficient d’émission supposé, pour estimer les émissions de GES. Ces émissions déclarées sont généralement fournies sur une base annuelle, avec un décalage d’environ 16 mois. L’exactitude des déclarations d’émissions de CO₂ est considérée comme assez fiable aux échelles provinciale et annuelle. Elle est toutefois moins fiable à des échelles temporelles et spatiales plus petites, telles que les émissions quotidiennes dans une zone urbaine ou une installation spécifique, comme une centrale électrique à combustibles fossiles ou un site industriel (Wren et al., 2023). En ce qui concerne le méthane, des incertitudes importantes relatives aux émissions déclarées dans une certaine fourchette d’échelles spatiales ont été relevées au Canada et dans d’autres pays, principalement en raison d’erreurs dans les hypothèses relatives aux émissions fugitives de méthane. Tant pour le CO₂ que pour le méthane, les approches descendantes basées sur des mesures atmosphériques présentent des avantages : elles permettent de vérifier et de réduire l’incertitude à l’égard des émissions anthropiques déclarées, ainsi que de détecter et de quantifier les sources d’émissions inconnues.

Les méthodes nationales de déclaration doivent être conformes aux lignes directrices de l’Équipe spéciale pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre du GIEC (ESI-GIEC) (GIEC, 2006), qui ont été mises à jour en 2019 (GIEC, 2019). La version 2019 des lignes directrices soutient le rôle accru des observations atmosphériques, y compris les mesures stationnaires et les mesures réalisées à partir d’aéronefs et de satellites. Certains pays, comme les États-Unis (The Greenhouse Gas Monitoring et Measurement Interagency Working Group, 2023), des organismes transnationaux, tels que la Commission européenne (Ciais, 2015), et des organismes internationaux, tels que l’Organisation météorologique mondiale (OMM) ont souligné l’importance de la surveillance des émissions de gaz à effet de serre basée sur l’observation en tant qu’élément clé de la déclaration et de la vérification des émissions. L’initiative Global Greenhouse Gas Watch (G3W) de l’OMM (OMM, 2024) représente un effort majeur visant à accroître et à coordonner les capacités de mesure et de modélisation des gaz à effet de serre à l’échelle internationale afin de soutenir cet objectif.

Le Canada a récemment commencé à intégrer certaines approches basées sur l’observation atmosphérique dans ses pratiques de déclaration, en particulier l’utilisation d’aéronefs (par exemple, Johnson et al., 2023) et d’autres plateformes pour mesurer les émissions de méthane, en prenant conscience qu’une approche combinée (ou hybride) descendante et ascendante peut fournir les renseignements les plus fiables sur les émissions (Chan et al., 2024). De plus, des satellites ont été utilisés pour quantifier les émissions anthropiques de CO₂ et de méthane (McLinden et al., 2024) au Canada, mais, jusqu’à présent, des limites dans les données, comme la couverture peu fréquente, ont empêché leur utilisation systématique. De nouvelles données satellitaires en libre accès sur les GES provenant de l’organisation non gouvernementale MethaneSat (Miller et al., 2024), du consortium public-privé Carbon Mapper (Keremedjiev et al., 2022) et de la prochaine mission Copernicus Anthropogenic CO₂ Monitoring Mission (CO₂M) (Kuhlmann et al., 2019) augmenteront considérablement les capacités de surveillance des émissions depuis l’espace à l’échelle mondiale. Certains partisans d’un accroissement des investissements dans les observations satellitaires estiment que celles-ci pourraient à terme devenir une composante à part entière des systèmes de mesure, de déclaration et de vérification des émissions (Janssens-Maenhout et al., 2020).

9.3.3 : Réponse du cycle du carbone aux émissions anthropiques

Depuis le début de l’ère industrielle en 1850, environ 40 % du CO₂ émis par les activités humaines est resté dans l’atmosphère (Friedlingstein et al., 2023; Le Quéré et al., 2018; Sabine et al., 2004). Les 60 % restants ont été absorbés par les terres et les océans (figure 9.6). À l’heure actuelle (2013-2022), les terres et les océans absorbent ensemble environ 54 % des émissions anthropiques totales de CO₂ provenant de la combustion de combustibles fossiles et du changement d’affectation des terres (Friedlingstein et al., 2025) (chapitre 7, section 7.7; figure 9.2). Le reste des émissions demeure dans l’atmosphère. L’absorption par les terres et les océans a ralenti le taux d’accumulation de CO₂ dans l’atmosphère et le rythme des changements climatiques.

Depuis 2005, le Global Carbon Project (GCP) coordonne les efforts conjoints de la communauté scientifique internationale visant à publier chaque année les bilans carbone mondiaux. Ces bilans illustrent les proportions d’émissions anthropiques de CO₂ provenant des combustibles fossiles et du changement d’affectation des terres qui sont absorbées par les terres et les océans, ainsi que la proportion qui reste dans l’atmosphère et contribue à l’augmentation du CO₂. Ceci est illustré dans la figure 9.6 pour la période historique de 1850 à 2023 (Friedlingstein et al., 2025). Chaque année, les estimations de ces composantes du bilan carbone mondial sont étendues et mises à jour à l’aide des plus récents renseignements disponibles. Les dernières estimations disponibles du Global Carbon Project étendent le bilan carbone mondial jusqu’en 2023 et utilisent des valeurs projetées pour l’année 2024 (Friedlingstein et al., 2025). Pour la période de 1850 à 2024, les émissions cumulatives provenant des combustibles fossiles sont estimées à 500 Gt C (± 25 Gt C); les émissions liées au changement d’affectation des terres, à 225 Gt C (± 65 Gt C); les absorptions de carbone par les océans et les terres s’élèveraient respectivement à 185 Gt C (± 35 Gt C) et 225 Gt C (± 60 Gt C); et la variation de la charge de carbone atmosphérique s’élèverait à 290 Gt C (± 5 Gt C) (Friedlingstein et al., 2025).

Faits saillants de la figure : Toutes les émissions de dioxyde de carbone dans l’atmosphère provenant de la combustion de combustibles fossiles et du changement d’affectation des terres ne restent pas dans l’atmosphère.

Titre de la figure : Bilan carbone mondial pour la période 1850-2023

Figure 9.6 : Graphique montrant la répartition des émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂) en fonction de leurs composantes sur la période historique de 1850 à 2023. Les flux de CO₂ sont exprimés en gigatonnes de carbone par an (Gt C/an) et représentés en fonction du temps. Les émissions provenant des combustibles fossiles et du changement d’affectation des terres sont représentées par des valeurs positives (supérieures à 0), et les flux vers l’atmosphère, les océans et les réservoirs de carbone terrestres, par des valeurs négatives. Adapté de : Friedlingstein et al. (2025).

L’augmentation des concentrations atmosphériques de CO₂ et les effets des changements climatiques (principalement le réchauffement) affectent à la fois les terres et les océans, bien que par des processus différents. Sur les terres, une concentration atmosphérique plus élevée de CO₂ favorise la photosynthèse (Haverd et al., 2020). Ce processus, appelé effet de fertilisation par le CO₂, entraîne une croissance plus importante des plantes et un stockage accru de carbone dans les terres (Walker et al., 2021). En revanche, l’absorption de carbone par les océans en réponse à une augmentation de la concentration atmosphérique de CO₂ est principalement due à un processus physique : la dissolution du CO₂ dans l’eau. Une concentration atmosphérique élevée de CO₂ entraîne une différence plus importante entre les niveaux de CO₂ dans l’atmosphère et dans la couche supérieure de l’océan, ce qui provoque la dissolution d’une plus grande quantité de CO₂ dans les océans. Sur des dizaines, voire des centaines d’années, la circulation océanique transporte ce carbone vers les profondeurs de l’océan. La section 7.7 du chapitre 7 explique plus en détail les processus du cycle du carbone liés à la chimie des océans. L’absorption du carbone par le phytoplancton (section 9.2.1.2) sert de raccourci à cet égard, en transférant plus rapidement une partie du carbone vers les profondeurs océaniques. Ce phénomène se produit lorsque le phytoplancton transforme le carbone inorganique dissous en carbone organique par photosynthèse, puis meurt, coulant dans la colonne d’eau et transportant le carbone directement vers les profondeurs océaniques. Cependant, contrairement à ce qui se passe sur terre, le taux d’absorption biologique (par le phytoplancton) n’augmente pas en réponse à l’augmentation des concentrations de CO₂, car l’eau de mer contient déjà beaucoup de carbone. Dans l’ensemble, l’augmentation du CO₂ atmosphérique fait en sorte que les terres et les océans absorbent et stockent davantage de carbone; toutefois, dans l’océan, cela se produit principalement par le mécanisme de dissolution.

Si une concentration atmosphérique plus élevée de CO₂ augmente l’absorption de carbone par les terres et les océans, cet effet est partiellement compensé par la hausse des températures. Sur terre, les températures plus élevées accélèrent la décomposition de la matière organique du sol, ce qui libère davantage de CO₂ dans l’atmosphère, ces effets variant selon les régions. Actuellement, les températures plus élevées favorisent la croissance des plantes dans les latitudes élevées (où la croissance est souvent limitée par le froid) (J. Wang et al., 2023). Cependant, dans les régions tropicales chaudes, les températures élevées réduisent généralement la croissance des plantes, en raison de la chaleur et du stress hydrique du sol qui y est associé (Malhi et al., 2008). Dans l’ensemble, les changements climatiques associés à l’augmentation du CO₂ (et d’autres GES) réduisent l’absorption et le stockage du carbone terrestre à l’échelle mondiale (Canadell et al., 2021). Si les changements dans les précipitations influencent également l’absorption du carbone terrestre, la température reste le facteur dominant à l’échelle mondiale.

Le réchauffement climatique réduit également le flux de CO₂ vers l’océan, car l’eau plus chaude contient moins de CO₂ dissous que l’eau plus froide. En outre, les changements climatiques augmentent la stratification de l’océan en réchauffant les eaux de surface et en faisant fondre la glace, ce qui réduit la salinité des eaux de surface. Comme les eaux de surface plus chaudes et plus douces sont moins denses que les eaux sous-jacentes, elles flottent à la surface, réduisant ainsi le mélange descendant du CO₂ de la surface vers les profondeurs océaniques. Par conséquent, le réchauffement climatique réduit la vitesse à laquelle le carbone est absorbé par l’océan (Canadell et al., 2021), compensant en partie l’augmentation de l’absorption océanique de CO₂ due à des concentrations atmosphériques plus élevées de CO₂.

En résumé, les terres et les océans réagissent à l’augmentation des concentrations atmosphériques de CO₂ et aux changements climatiques qui en résultent de deux manières opposées. À l’échelle mondiale, l’augmentation de la concentration atmosphérique de CO₂ entraîne une plus grande absorption de carbone par les terres et les océans, mais, parallèlement, l’augmentation de la température fait en sorte que les terres et les océans rejettent une partie du carbone dans l’atmosphère. L’augmentation de la quantité de carbone absorbée par les terres et les océans en raison de l’augmentation de la concentration de CO₂ dans l’atmosphère est beaucoup plus importante que l’augmentation de la quantité de carbone rejetée dans l’atmosphère par les terres et les océans en raison du réchauffement climatique (Arora et al., 2013). En conséquence, à court terme (environ de 10 à 20 ans), on s’attend à ce que les terres et les océans restent des puits de carbone nets en réponse aux émissions continues de CO₂ d’origine anthropique, absorbant une partie substantielle de ces émissions. À plus long terme (jusqu’à 100 ans et au-delà), on s’attend à ce que les océans continuent à agir comme des puits de carbone, bien que l’ampleur estimée de ces puits dépende du scénario d’émissions considéré (Canadell et al., 2021). Les modèles présentent une plus grande incertitude quant au statut à long terme des terres comme puits de carbone. Les simulations des modèles suggèrent que le puits de carbone terrestre s’affaiblira, voire se transformera en source de carbone (Canadell et al., 2021; Koven et al., 2022; Li et al., 2021; Sharma et al., 2023). Les changements dans l’absorption du carbone par les terres et les océans au Canada sont évalués dans la section 9.5.

9.3.4 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 9.3 : L’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère depuis l’ère préindustrielle est sans aucun doute due aux émissions provenant de la combustion de combustibles fossiles et aux changements d’affectation des terres causés par l’être humain. En 2023, les émissions mondiales annuelles de CO₂ d’origine humaine ont atteint 41 Gt CO₂/an (± 3 Gt CO₂/an) (gigatonnes de dioxyde de carbone par an). En incluant les contributions des autres gaz à effet de serre, les émissions totales de gaz à effet de serre s’élevaient à 57 Gt d’éq. CO₂/an (équivalents en dioxyde de carbone par an).

Message clé 9.4 : D’après le Rapport d’inventaire national du Canada, les émissions anthropiques totales de gaz à effet de serre du Canada ont atteint un pic en 2007, avec 774 Mt d’éq. CO₂ (mégatonnes d’équivalent en dioxyde de carbone). Des réductions notables ont été enregistrées en 2008-2009 pendant la récession mondiale (714 Mt d’éq. CO₂/an) et en 2020 pendant la pandémie de COVID-19 (682 Mt d’éq. CO₂/an). Les émissions pour 2023 (694 Mt d’éq. CO₂/an; année la plus récente pour laquelle des données sont disponibles) sont environ 10 % plus faibles que leur pic de 2007, malgré la croissance continue de la population et de l’économie canadiennes.

Message clé 9.5 : Les terres et les océans ont absorbé ensemble plus de la moitié des émissions anthropiques mondiales de dioxyde de carbone depuis l’ère préindustrielle (degré de confiance très élevé). On s’attend à ce que les océans continuent à absorber le dioxyde de carbone à long terme (au-delà d’un siècle), mais le puits de carbone terrestre pourrait s’affaiblir ou devenir une source de carbone (degré de confiance élevé).

Les données probantes à l’appui de l’affirmation contenue dans le message clé 9.3 selon laquelle l’augmentation du CO₂ atmosphérique est sans équivoque attribuable aux émissions anthropiques (GIEC, 2021) repose sur la signature isotopique unique du carbone libéré par la combustion des combustibles fossiles et la déforestation. Aucune déclaration de confiance n’est associée à ce message clé, car il s’agit d’un fait avéré. Des études fondatrices menées par Friedli et al.(1986) et Francey et al. (1995) ont fourni des données probantes décisives à l’appui de la cause anthropique de l’augmentation de la concentration atmosphérique de CO₂. Depuis lors, plusieurs autres études se sont appuyées sur ces travaux en utilisant des isotopes de carbone pour établir un lien entre l’augmentation du CO₂ atmosphérique et la combustion de carbone fossile, améliorant ainsi notre compréhension des effets des émissions anthropiques sur les concentrations de CO₂ atmosphérique (par exemple, Graven et al., 2020; Rubino et al., 2013). Nous n’avons pas attribué de degré de confiance à l’ampleur des émissions anthropiques de CO₂ et de tous les GES pour 2023, car elles sont basées sur des études uniques (Friedlingstein et al., 2025; AIE et al., 2024), bien que les données rapportées dans ces études proviennent de multiples sources. Néanmoins, une incertitude d’environ 8 % associée aux émissions mondiales de CO₂ a été notée (Friedlingstein et al., 2025), ce qui donne une indication de leur fiabilité. Cette incertitude reflète principalement la précision des mesures des émissions de combustibles fossiles et les variations dans les méthodes de comptabilisation utilisées par les différents pays. Il n’existe aucune estimation de l’incertitude pour les émissions mondiales de GES en équivalents CO₂ provenant d’AIE et al. (2024).

Aucun degré de confiance n’est associé aux émissions de GES canadiennes indiquées dans le message clé 9.4, car elles sont basées sur une seule source : le Rapport d’inventaire national du Canada (ECCC, 2025). L’incertitude mentionnée concernant les émissions nationales du Canada est d’environ 3 % lorsque les émissions du secteur du changement d’affectation des terres sont exclues, et d’environ 10 % lorsqu’elles sont incluses.

Le degré de confiance élevé dans le message clé 9.5, selon lequel les terres et les océans ont absorbé plus de la moitié des émissions anthropiques de CO₂, repose sur un large consensus entre plusieurs études basées sur des observations et des modèles. Il s’agit notamment (i) des mesures des concentrations atmosphériques de CO₂; (ii) des estimations des émissions anthropiques mondiales tirées des données énergétiques des Nations Unies, basées sur les soumissions des pays de l’annexe 1^{Note de bas de page 8}dans le cadre de la CCNUCC, et d’autres sources (Friedlingstein et al., 2023, 2025); (iii) des mesures des changements dans le stockage océanique du carbone inorganique dissous (CID) (Gruber et al., 2019; Keppler et al., 2023; Müller et al., 2023; Sabine et al., 2004); et (iv) d’études de modélisation basées sur des modèles du cycle du carbone terrestre et océanique (Friedlingstein et al., 2023, 2025). Il existe un degré de confiance élevé dans la poursuite de l’absorption du carbone par les océans dans tous les scénarios d’émissions (Canadell et al., 2021), sur la base des résultats de plusieurs modèles. On s’attend à ce que les océans continuent à absorber le carbone de l’atmosphère pendant un certain temps, même après que les émissions nettes de CO₂ d’origine humaine auront atteint zéro. En effet, le réservoir de carbone océanique n’est pas encore en équilibre avec l’atmosphère, et les processus de circulation lents qui transportent le carbone de la surface vers les profondeurs océaniques s’opèrent à des échelles de temps allant de plusieurs siècles à plusieurs millénaires. En revanche, l’absorption du carbone par les terres est régie par des processus biologiques, tels que la croissance des plantes et l’accumulation de carbone dans le sol, qui s’opèrent à des échelles de temps beaucoup plus courtes (annuelles à décennales). Par conséquent, il existe un degré de confiance élevé en ce qui a trait à la plus grande résilience future du puits de carbone océanique par rapport à celle du puits de carbone terrestre. Selon des études de modélisation, une fois que les émissions nettes de CO₂ d’origine humaine auront atteint zéro, l’absorption du carbone par les terres ralentira et celles-ci pourraient potentiellement devenir une source de carbone (Gillett et al., 2011; Jayakrishnan et al., 2024). On s’attend à ce que ce renversement de tendance vers une source de carbone se produise également dans les scénarios de réchauffement élevé, qui entraîneraient une augmentation de la respiration des écosystèmes et un dépérissement de la végétation, libérant ainsi le carbone stocké dans l’atmosphère (Canadell et al., 2021; Koven et al., 2022).

9.4 : Réponse climatique mondiale aux émissions de dioxyde de carbone

Message clé 9.6 : Il existe une relation approximativement linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives de dioxyde de carbone (CO₂) (degré de confiance élevé). Cette relation sous-entend une limite à la quantité totale de CO₂ pouvant être émise dans l’atmosphère tout en maintenant le réchauffement planétaire en dessous d’un niveau donné (par exemple, 2 °C).

Message clé 9.7 : Le réchauffement planétaire attribuable au dioxyde de carbone (CO₂) sera faible, voire nul, après l’arrêt des émissions de CO₂ (degré de confiance moyen).

Message clé 9.8 : Outre le dioxyde de carbone (CO₂), d’autres gaz à effet de serre (GES autres que le CO₂) présents dans l’atmosphère contribuent au réchauffement planétaire. Pour limiter le réchauffement planétaire à un niveau spécifique, il faut que les émissions de GES à longue durée de vie, tels que le CO₂, atteignent la carboneutralité et que les émissions de GES à courte durée de vie diminuent fortement (degré de confiance élevé).

Cette section présente la relation quasi linéaire entre le changement de la température mondiale par rapport à la période préindustrielle et les émissions cumulatives de dioxyde de carbone (CO₂). Elle montre également que la température moyenne mondiale changera peu une fois que les émissions de CO₂ auront cessé. Ces résultats impliquent que, pour mettre fin au réchauffement planétaire, les émissions de CO₂ doivent atteindre la carboneutralité, le niveau maximal de réchauffement planétaire étant déterminé par le total des émissions de CO₂ jusqu’au moment où la carboneutralité est atteinte. Cependant, comme le système climatique réagit également à d’autres gaz à effet de serre que le CO₂ (GES autres que le CO₂) et aux aérosols, le niveau maximal de réchauffement dépendra également du taux de leurs émissions.

9.4.1 : Relation linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives de dioxyde de carbone

Les modèles du système terrestre (MST)^{Note de bas de page 9} sont utilisés pour évaluer comment les changements continus des émissions anthropiques de CO₂ et d’autres GES affecteront le climat futur. Ces modèles montrent que le changement de température par rapport à l’ère préindustrielle attribuable au CO₂ est approximativement lié de façon linéaire aux émissions anthropiques cumulatives de CO₂. La pente de cette relation est appelée réponse climatique transitoire aux émissions cumulatives de CO₂ (TCRE). Cette relation linéaire permet de calculer l’augmentation de la température moyenne mondiale pour chaque unité supplémentaire de CO₂ émise dans l’atmosphère (figure 9.7). Le GT1 au RE6 du GIEC a conclu que le climat se réchauffera de 1,65 °C (meilleure estimation) pour chaque 1 000 Gt (gigatonnes) de carbone ajoutées (ou 0,45 °C/1 000 Gt CO₂), avec une fourchette probable comprise entre 1,0 et 2,3 °C/1000 Gt C (ou 0,27-0,63 °C/1000 Gt CO₂) (Canadell et al., 2021). Cette estimation est basée à la fois sur des observations et sur les résultats de modèles. L’incertitude de cette estimation est due aux incertitudes des estimations basées sur les observations du réchauffement attribuable aux émissions historiques cumulatives de CO₂ et aux différences dans la représentation des processus climatiques et du cycle du carbone dans différents modèles climatiques.

La relation linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives de CO₂ reste valable pour une large fourchette d’émissions cumulatives (Herrington et Zickfeld, 2014). En général, on considère que cette relation linéaire résulte de la combinaison de trois processus, tous non linéaires (Bronselaer et Zanna, 2020; Canadell et al., 2021; Gillett, 2023; MacDougall, 2017) : (i) le fait que chaque unité supplémentaire de CO₂ dans l’atmosphère provoque un réchauffement légèrement inférieur à celui de l’unité précédente; (ii) l’absorption moins efficace de la chaleur par les océans au fil du temps; et (iii) l’augmentation de la fraction atmosphérique des émissions de CO₂ à des niveaux plus élevés de CO₂ dans l’atmosphère, à mesure que la capacité des puits de carbone terrestres et océaniques à absorber le carbone diminue progressivement. Ces processus interagissent entre eux au fil du temps pour maintenir la relation linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives de CO₂.

Faits saillants de la figure : Chaque unité supplémentaire d’émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂) augmente le réchauffement planétaire.

Titre de la figure : Relation quasi-linéaire entre les émissions cumulées de CO2 et l'augmentation de la température à la surface du globe.

Figure 9.7 : Graphique illustrant la relation linéaire entre les émissions anthropiques cumulatives de dioxyde de carbone (CO₂) à l’échelle mondiale (en gigatonnes, ou Gt) depuis 1850 et l’augmentation moyenne de la température de l’air à la surface du globe (en degrés Celsius). Les observations historiques sont représentées par une ligne noire continue. Les projections issues des modèles du système terrestre sont représentées par des zones grisées pour la période historique (réchauffement de surface historique dû aux activités humaines) et par des zones colorées pour les scénarios d’émissions futures jusqu’en 2050. Les résultats des modèles, représentés par les lignes et les zones colorées, sont présentés sous forme de projections de température, basées sur cinq trajectoires communes d’évolution socio-économique (SSP), à savoir très faible (SSP1-1.9), faible (SSP1-2.6), intermédiaire (SSP2-4.5), élevée (SSP3-7.0) et très élevée (SSP5-8.5). Les zones colorées indiquent la fourchette très probable des projections de température à la surface du globe et les lignes centrales colorées plus épaisses donnent l'estimation médiane. Source : RID GTI RE6 GIEC, figure RID.10 (GIEC, 2021).

Une autre façon de visualiser les effets des émissions de CO₂ sur la température mondiale consiste à les représenter en fonction du temps (figure 9.8). Différentes trajectoires d’émissions (figure 9.8a) ont des effets différents sur la température moyenne mondiale (figure 9.8 b). La réponse de la température mondiale illustrée à la figure 9.8 b découle directement de la relation linéaire entre le changement de la température mondiale et les émissions anthropiques cumulatives de CO₂. Lorsque les émissions annuelles restent constantes, la température mondiale continue d’augmenter, car les émissions cumulatives de CO₂ dans l’atmosphère continuent elles aussi d’augmenter. La carboneutralité est atteinte lorsque les émissions anthropiques de CO₂ sont compensées par l’élimination du CO₂ de l’atmosphère. Lorsque les émissions de CO₂ atteindront la carboneutralité, la température mondiale devrait se stabiliser. La réponse climatique aux émissions nettes de CO₂ est examinée plus en détail à la section 9.4.2. La température mondiale commencera à baisser lorsque les émissions deviendront négatives, c’est-à-dire lorsque la quantité de CO₂ retirée ou éliminée de l’atmosphère sera supérieure aux émissions.

Faits saillants de la figure : La température mondiale se stabilisera lorsque les émissions anthropiques de dioxyde de carbone atteindront la carboneutralité.

Titre de la figure : Réaction de la température mondiale à différentes trajectoires d’émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂)

Figure 9.8 : Graphiques illustrant a) différentes trajectoires pour les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) pendant le reste du XXI^e siècle (en gigatonnes de CO₂ par an, ou Gt CO₂/an) et b) la réponse de la température mondiale (en degrés Celsius) à ces trajectoires, telle qu’elle ressort de la relation linéaire entre le changement de la température mondiale et les émissions anthropiques cumulatives de CO₂. Les exemples de trajectoires d’émissions possibles, commençant par des émissions approximatives de 37 Gt CO₂ en 2020, comme indiqué en a), comprennent des émissions croissantes, des émissions constantes, des émissions en baisse et des émissions qui diminuent jusqu’à zéro et restent constantes ou deviennent négatives (si le CO₂ capté ou retiré de l’atmosphère dépasse les émissions). La réponse de la température mondiale aux trajectoires d’émissions, comme indiqué en b, avec un changement de température mondiale d’environ 1,0 °C au-dessus des niveaux préindustriels d’ici 2020, est représentée à titre indicatif uniquement. La température mondiale continuera d’augmenter jusqu’à ce que les émissions atteignent la carboneutralité. Lorsque les émissions de CO₂ atteindront la carboneutralité, la température mondiale sera projetée à se stabiliser approximativement. La température mondiale ne baissera que lorsque les émissions de CO₂ deviendront négatives.

La relation linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives de CO₂ permet de calculer la quantité cumulée de CO₂ anthropique qui peut être émise avant que le réchauffement planétaire n’atteigne un niveau spécifique, par exemple 2 °C de plus que les niveaux préindustriels (Canadell et al., 2021; Rogelj et al., 2019; Zickfeld et al., 2009). La quantité de CO₂ qui peut encore être ajoutée à l’atmosphère avant qu’un niveau de réchauffement spécifique ne soit atteint est appelée le budget carbone restant (figure 9.9).

Faits saillants de la figure : Il existe une limite à la quantité de carbone supplémentaire pouvant être émise pour rester en dessous d’un niveau de réchauffement donné.

Titre de la figure : Illustration du calcul du budget carbone restant pour un niveau donné d’augmentation de la température mondiale

Figure 9.9 : Diagramme illustrant le calcul du budget carbone restant, c’est-à-dire la quantité de CO₂ (dioxyde de carbone, en gigatonnes ou Gt) qui peut encore être ajoutée à l’atmosphère avant d’atteindre un niveau de réchauffement planétaire spécifique (exprimé en degrés Celsius par rapport à l’ère préindustrielle), sur la base de la relation linéaire entre les émissions cumulatives de CO₂ et l’augmentation moyenne de la température de l’air à la surface du globe. Le budget carbone restant est calculé en partant d’une limite de réchauffement choisie et en soustrayant le réchauffement passé causé par l’être humain, l’effet des gaz à effet de serre autres que le CO₂ (gaz autres que le CO₂) et le changement de température auquel on s’attend après l’arrêt des émissions de CO₂. Le réchauffement restant est ensuite placé à l’endroit de l’axe vertical de la relation quasi linéaire entre les émissions de CO₂ et le changement de température (réponse climatique transitoire aux émissions cumulatives de CO₂, ou TCRE) tracée sur la ligne et lu vers le bas jusqu’à l’axe horizontal pour obtenir les émissions de CO₂ autorisées. Cette valeur est ensuite ajustée à la baisse pour tenir compte des processus du système terrestre qui ne sont pas entièrement pris en compte dans les modèles. La zone ombrée illustre l’incertitude dans la valeur calculée de la TCRE, qui entraîne une incertitude dans le calcul du budget carbone restant, comme indiqué dans le texte. Cette incertitude augmente à mesure que les émissions cumulatives de CO₂ augmentent, comme le montre également la figure 9.7. Source : RT GTI RE6 GIEC, figure RT.18 (Arias et al., 2021).

Plusieurs facteurs déterminent la taille du budget carbone restant, comme l’illustre la figure 9.9 (Canadell et al., 2021; Rogelj et al., 2019), notamment (i) le réchauffement historique estimé (qui détermine le réchauffement restant avant d’atteindre la limite choisie); (ii) le réchauffement projeté dû aux aérosols et aux GES autres que le CO₂, tels que le méthane et l’oxyde nitreux (N₂O) (qui détermine la contribution des forçages climatiques autres que le CO₂ à un niveau de température mondial donné); (iii) les processus et mécanismes de rétroaction dans le système terrestre qui ne sont pas représentés dans la génération actuelle des modèles du système terrestre, comme le rejet de CO₂ et de méthane provenant du dégel du pergélisol; et (iv) le changement de la température mondiale à la surface après l’arrêt des émissions de CO₂, appelé « inertie pour des émissions nulles ».

Compte tenu de l’incertitude à l’égard de ces facteurs, le budget carbone restant est généralement quantifié en fournissant soit une fourchette d’incertitude, soit la probabilité de limiter le réchauffement planétaire à une limite de température donnée. L’estimation du budget carbone restant en janvier 2025, avec 50 % de chances de limiter le réchauffement planétaire à 1,5 °C, est de 130 Gt de CO₂, soit 35 Gt C, ce qui représente environ trois ans d’émissions anthropiques mondiales de CO₂ au rythme actuel. Pour avoir 50 % de chances de limiter le réchauffement planétaire à 2 °C, le budget carbone restant est estimé à 1 050 Gt de CO₂ (286 Gt C), ce qui représente environ 26 ans d’émissions anthropiques mondiales de CO₂ au rythme actuel (Forster et al., 2025).

9.4.2 : Réponse climatique à des émissions nettes de dioxyde de carbone carboneutralité

Comme il est décrit dans les sections précédentes (sections 9.2 et 9.3), les processus du cycle du carbone sur terre et dans les océans ont absorbé plus de la moitié du CO₂ rejeté dans l’atmosphère par les activités humaines. Ces processus s’opèrent sur une fourchette de temps, allant de quelques minutes à plusieurs centaines de milliers d’années. En raison de la longue durée de nombreux processus, une partie du CO₂ reste dans l’atmosphère pendant des siècles, voire des millénaires, après avoir été émise (Eby et al., 2009; Solomon et al., 2009). De plus, la lenteur des temps de réponse du système climatique, en particulier des profondeurs océaniques, retarde la réponse de la température de la planète à une modification de la concentration atmosphérique de CO₂. Si les émissions de CO₂ cessent, la température moyenne mondiale continuera de changer légèrement en raison de la lente diminution de la concentration de CO₂ dans l’atmosphère et du décalage dans la réponse de la température (figure 9.8 b, ligne magenta continue) (MacDougall et al., 2020). Il s’ensuit que, pour stabiliser le réchauffement planétaire, les émissions de CO₂ devront atteindre zéro (Arias et al., 2021; GIEC, 2022b; Matthews et Caldeira, 2008). Le rapport du GTI RE6 GIEC a conclu qu’il est probable que la température mondiale diminuera d’environ 0,08 °C au cours des 50 années suivant l’arrêt des émissions de CO₂ (avec une probabilité de 90 % que le changement se situe entre un refroidissement de 0,34 °C et un réchauffement de 0,28 °C) (Lee et al., 2021). Cependant, le degré de confiance quant à la hausse ou à la baisse des températures après l’arrêt des émissions est faible. Une étude plus récente a révisé cette estimation à un refroidissement légèrement supérieur de 0,19 °C (contre 0,08 °C), avec une fourchette allant de 0,44 °C de refroidissement à 0,04 °C de réchauffement (Borowiak et al., 2025).

Atteindre zéro émission de CO₂ sera difficile, car les émissions de certains secteurs (par exemple, l’aviation) sont difficiles à éliminer complètement. Par conséquent, le concept de zéro émission de CO₂ a été révisé pour devenir celui de carboneutralité, c’est-à-dire l’équilibre entre les émissions anthropiques totales de CO₂ et les absorptions anthropiques. En ce qui concerne les résultats sur la température, les émissions de CO₂ égales à zéro et la carboneutralité ne sont pas nécessairement équivalentes (Zickfeld et al., 2023). Par exemple, le reboisement peut contribuer à la carboneutralité des émissions de CO₂ en compensant une partie des émissions anthropiques excédentaires. Cependant, comme le couvert forestier est plus sombre (c’est-à-dire moins réfléchissant) que les prairies ou les sols nus, les nouvelles terres boisées absorberont davantage de rayonnement solaire que la surface terrestre précédente. En conséquence, un scénario de carboneutralité de CO₂ dans lequel le reboisement est utilisé comme pour compenser les émissions résiduelles de combustibles fossiles pourrait entraîner un léger réchauffement, par rapport à un scénario dans lequel les émissions de combustibles fossiles cesseraient complètement (Zickfeld et al., 2023).

Si la température moyenne mondiale ne devait changer que légèrement une fois que les émissions de CO₂ cesseront, on s’attend à ce que des changements régionaux se poursuivent. Cependant, la nature et l’ampleur de ces changements, et la question de savoir s’ils entraîneront une augmentation ou une diminution des températures régionales, sont très incertaines (Gillett et al., 2011; MacDougall et al., 2022). On s’attend à ce que le réchauffement des océans continue et qu’elle s’élève pendant quelques milliers d’années après la fin des émissions de CO₂, bien que ce phénomène se produise plus lentement une fois les émissions arrêtées (Clark et al., 2016; Gillett et al., 2011; Van Breedam et al., 2020) (chapitre 7, section 7.4).

9.4.3 : Effet des gaz à effet de serre autres que le dioxyde de carbone sur le réchauffement maximal

La relation linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives ne s’applique qu’aux gaz à effet de serre ayant une longue durée de vie dans l’atmosphère, tels que le CO₂, et non aux GES et aérosols à courte durée de vie autres que le CO₂. Alors qu’une grande partie du CO₂ libéré restera dans l’atmosphère pendant des siècles, voire des millénaires, d’autres GES, comme le méthane et certains hydrofluorocarbures, ainsi que les aérosols rejetés dans l’atmosphère par les activités humaines, ont une durée de vie atmosphérique beaucoup plus courte. Comme ces gaz et aérosols autres que le CO₂ ont une durée de vie plus courte, leurs concentrations atmosphériques et les changements de température qui y sont associés diminueront rapidement une fois que leurs émissions auront cessé. Par conséquent, l’effet des GES autres que le CO₂ à courte durée de vie sur le réchauffement à un moment donné, contrairement à celui du CO₂, est mieux caractérisé par leur taux d’émission sur une courte période précédant ce moment que par les émissions cumulatives jusqu’à ce moment (Forster et al., 2021; S. M. Smith et al., 2012). Par conséquent, si les émissions de GES à courte et à longue durée de vie sont réduites simultanément, les températures atteindront un pic, puis elles diminueront. Si l’atténuation des GES à courte durée de vie intervient beaucoup plus tôt que celle des GES à longue durée de vie, les températures se stabiliseront très près des valeurs maximales, sans baisse dans le très court terme après le pic (Forster et al., 2021). Si les émissions de gaz à effet de serre à longue durée de vie, tels que le CO₂, doivent atteindre la carboneutralité pour que la température moyenne mondiale se stabilise, les émissions de GES à courte durée de vie autres que le CO₂ doivent être fortement réduites, mais pas totalement éliminées (Arias et al., 2021; Forster et al., 2021).

9.4.4 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 9.6 : Il existe une relation approximativement linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives de dioxyde de carbone (CO₂) (degré de confiance élevé). Cette relation implique une limite à la quantité totale de CO₂ pouvant être émise dans l’atmosphère tout en maintenant le réchauffement planétaire en dessous d’un niveau donné (par exemple, 2 °C).

Message clé 9.7 : Le réchauffement planétaire attribuable au dioxyde de carbone (CO₂) sera faible, voire nul, après l’arrêt des émissions de CO₂ (degré de confiance moyen).

Message clé 9.8 : Outre le dioxyde de carbone (CO₂), d’autres gaz à effet de serre (GES autres que le CO₂) présents dans l’atmosphère contribuent également au réchauffement planétaire. Pour limiter le réchauffement planétaire à un niveau spécifique, il faut que les émissions de GES à longue durée de vie, tels que le CO₂, atteignent la carboneutralité et que les émissions de GES à courte durée de vie diminuent fortement (degré de confiance élevé).

Le message clé 9.6 concernant la relation quasi linéaire entre le réchauffement planétaire causé par le CO₂ et ses émissions cumulatives est associé à un degré de confiance élevé, en raison de la concordance entre les différentes sources de données probantes utilisées pour étudier cette relation. Il s’agit notamment d’études basées sur des observations, de simulations à l’aide de modèles climatiques de complexité intermédiaire et totale, et de cadres théoriques (Canadell et al., 2021). La deuxième phrase du message clé 9.6, selon laquelle cette relation quasi linéaire implique une limite à la quantité totale de CO₂ pouvant être émise pour des niveaux donnés de réchauffement planétaire, n’est pas accompagnée d’une déclaration de confiance. Ce calcul découle directement de cette relation linéaire et constitue donc une déclaration factuelle. Cependant, la quantité exacte de CO₂ pouvant être émise (c’est-à-dire le budget carbone restant calculé) est incertaine. Cette incertitude résulte de l’incertitude dans l’estimation de la réponse climatique transitoire aux émissions cumulatives de CO₂ (TCRE) (1,0-2,3 °C/1000 Gt C; section 9.4.1), ainsi que de l’incertitude liée à d’autres facteurs, tels que le réchauffement projeté dû à des facteurs climatiques autres que le CO₂ et à des rétroactions non représentées dans la génération actuelle de modèles du système terrestre (section 9.4.1).

Dans le contexte du message clé 9.7, des modèles du système terrestre ont été utilisés pour étudier l’effet de l’arrêt des émissions anthropiques de CO₂ sur les températures mondiales de l’air à la surface. MacDougall et al. (2020) ont modélisé une légère baisse moyenne de la température de 0,08 °C (avec une fourchette allant de -0,34 °C à 0,28 °C) 50 ans après l’arrêt des émissions de CO₂. Sur la base de ces résultats, le GIEC a estimé qu’il est probable que l’amplitude absolue du changement de température 50 ans après l’arrêt des émissions de CO₂ sera inférieure à 0,3 °C, mais avec un faible degré de confiance quant à savoir si la température moyenne mondiale augmenterait ou diminuerait après l’arrêt des émissions (Lee et al., 2021). Dans une étude récente, l’estimation de MacDougall et al. (2020) a été légèrement révisée à la baisse, à une diminution de 0,19 °C (avec une fourchette allant de -0,44 °C à 0,04 °C) (Borowiak et al., 2025). Sur la base de ces éléments, nous affichons un degré de confiance moyen dans le fait que le réchauffement planétaire dû au CO₂ serait faible, voire nul, après l’arrêt des émissions de CO₂.

Aucune déclaration de confiance n’est associée à la première phrase du message clé 9.8 selon laquelle le réchauffement planétaire est également causé par des GES autres que le CO₂, car il s’agit d’un fait avéré. La contribution du GT1 au RE6 du GIEC (Arias et al., 2021) indique que, parallèlement à l’augmentation du CO₂ atmosphérique, les augmentations des concentrations atmosphériques de méthane et d’oxyde nitreux sont également sans équivoque dues aux activités humaines, et que l’influence humaine est le principal moteur des changements dans le système terrestre, y compris le réchauffement planétaire. La première partie de la deuxième phrase du message clé 9.8 concernant les GES à longue durée de vie est basée sur la relation linéaire entre le réchauffement planétaire et les émissions cumulatives de CO₂, comme le souligne également le résumé à l’intention des décideurs politiques de la contribution du GT1 au RE6 du GIEC (RID GTI RE6 GIEC D.1.1) (GIEC, 2021), ainsi que l’extension de l’approche TCRE à tous les facteurs climatiques à longue durée de vie (Allen et al., 2022). La deuxième partie de la deuxième phrase du message clé 9.8, qui mentionne le rôle de la réduction des émissions de GES autres que le CO₂ à courte durée de vie (par opposition à leurs émissions cumulatives) dans la limitation du réchauffement à un niveau donné, s’appuie sur des données probantes issues de simulations climatiques et sur des considérations théoriques selon lesquelles le réchauffement dû aux GES ayant une durée de vie atmosphérique plus courte est lié à leur taux d’émission (Forster et al., 2021; S. M. Smith et al., 2012). Combiné au message clé 9.7, cela permet d’accorder un degré de confiance élevé à la conclusion exprimée dans le message clé 9.8, selon laquelle limiter le réchauffement à un niveau spécifique nécessitera que les émissions de GES à longue durée de vie, y compris le CO₂, atteignent la carboneutralité et que le forçage radiatif des GES à courte durée de vie autres que le CO₂ diminue (Arias et al., 2021; GIEC, 2022b; Matthews et Caldeira, 2008).

9.5 : Le cycle du carbone au Canada

Message clé 9.9 : Au Canada, le carbone présent dans les océans est principalement stocké dans l’eau de mer et les sédiments marins. Sur terre, la quasi-totalité (environ 95 %) du carbone est stockée dans les sols, y compris le pergélisol et les tourbières, le reste (environ 5 %) étant stocké dans la végétation (degré de confiance très élevé).

Message clé 9.10 : Depuis la dernière période glaciaire, la masse terrestre du Canada a absorbé une quantité nette de carbone. À l’heure actuelle (2000-2019), les terres continuent d’être un puits de carbone (degré de confiance moyen). Cependant, des phénomènes extrêmes comme la saison des feux de 2023 peuvent transformer les terres en une source temporaire de carbone (faible degré de confiance). À l’avenir, on s’attend à une augmentation tant de l’absorption de carbone due à la croissance accrue de la végétation (degré de confiance moyen) que des émissions de carbone provenant du dégel du pergélisol, des feux de forêt et d’autres perturbations (degré de confiance élevé). Cependant, leur effet net sur le bilan carbone des écosystèmes terrestres du Canada reste incertain.

Message clé 9.11 : La superficie forestière annuelle brûlée par les incendies au Canada a augmenté depuis le début des années 1980 (degré de confiance moyen). On prévoit que la superficie brûlée augmentera davantage à mesure que le climat continuera de se réchauffer (degré de confiance élevé).

Message clé 9.12 : En moyenne, les océans du Canada (à l’intérieur de la zone économique exclusive) absorbent du dioxyde de carbone (CO₂) (degré de confiance moyen), bien que certaines zones côtières émettent du CO₂ (faible degré de confiance). Dans l’ensemble, les océans du Canada continueront d’absorber le CO₂ tant que les concentrations atmosphériques de CO₂ continueront d’augmenter (degré de confiance moyen).

Cette section évalue l’état actuel du cycle naturel du carbone au Canada, y compris entre la masse terrestre et les océans, ainsi que la réponse projetée de la terre et des océans aux changements climatiques futurs. Les renseignements permettant de quantifier pleinement les échanges de dioxyde de carbone (CO₂) entre l’atmosphère et la masse terrestre et les océans du Canada sont limités, bien que l’on dispose de plus de données pour la terre que pour les océans. L’évaluation des échanges naturels de CO₂ entre les terres et les océans du Canada a deux objectifs principaux. Premièrement, les terres et les océans agissent actuellement comme des puits de CO₂; la quantification de la taille de ces puits – ou du moins de la taille du puits terrestre – aide à déterminer la contribution du Canada au puits terrestre mondial de CO₂. Deuxièmement, l’estimation des échanges naturels de CO₂ parallèlement aux émissions de gaz à effet de serre (GES) du Canada fournit un contexte important pour évaluer les émissions évitées (augmentations potentielles des émissions évitées grâce à des mesures d’atténuation) et établir le potentiel d’élimination du CO₂ atmosphérique des solutions climatiques fondées sur la nature (SCFN).

9.5.1 : Le cycle du carbone des écosystèmes terrestres du Canada

La masse terrestre du Canada stocke environ de 280 à 330 Gt C (gigatonnes de carbone), principalement (environ 95 %) dans la couche supérieure (1 m) de ses sols, le reste étant principalement stocké dans la matière végétale (environ 5 %) et les eaux intérieures (en petites quantités) (Domke et al., 2018; Lajtha et al., 2018; Sothe et al., 2022). La quantité de carbone dans les sols canadiens est considérable. Les sols canadiens contiennent environ 20 % du carbone organique total des sols mondiaux dans leur couche supérieure de 1 m.

Les principaux écosystèmes du Canada comprennent les forêts, la toundra, les terres cultivées, les prairies et les eaux intérieures (y compris les milieux humides, les lacs et les rivières). Les forêts couvrent 367 millions d’hectares, soit près de 40 % de la superficie du Canada (Le Service canadien des forêts, 2024). Environ 72 % du territoire canadien n’est pas géré (Ogle et al., 2018). Les 28 % restants sont gérés pour la production d’aliments, de fibres et de combustibles, ou pour des fonctions sociales et écologiques. Dans les sous-sections suivantes, les forêts, le pergélisol, les milieux humides, les terres cultivées et les eaux intérieures sont examinés individuellement. Une autre section est consacrée aux feux de forêt, compte tenu des importantes émissions de carbone provenant du territoire canadien pendant les saisons de feux de forêt extrêmes^{Note de bas de page 10}, comme celle qui s’est produite en 2023 (Byrne et al., 2024).

Cette section évalue les échanges historiques et futurs de carbone entre la terre et l’atmosphère dans les écosystèmes terrestres gérés et non gérés et les écosystèmes d’eau douce au Canada, à l’aide d’approches descendantes et ascendantes. Les approches descendantes estiment les flux de carbone à partir des concentrations atmosphériques de CO₂ et de méthane (CH₄). Les approches ascendantes estiment les flux de carbone à l’aide d’observations sur site et de modèles qui tiennent compte des processus écosystémiques sous-jacents. Pour les terres gérées au Canada, les estimations des flux de carbone sont largement basées sur des approches ascendantes, utilisant des statistiques nationales et provinciales et d’autres méthodes (section 9.5.1.1). Elles sont présentées dans le Rapport d’inventaire national du pays, publié chaque année (par exemple, ECCC, 2025), conformément aux obligations du Canada en vertu de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC) et de ses lignes directrices en matière de rapports.

9.5.1.1 : Forêts

Les forêts du Canada représentent 9 % des forêts mondiales, dont 25 % de la forêt boréale mondiale (Brandt et al., 2013; Le Service canadien des forêts, 2024; FAO, 2020). Environ les deux tiers des forêts canadiennes sont gérés, tandis que le tiers restant ne l’est pas. Les premières comprennent les terres gérées pour la production de fibre de bois (par exemple, bois d’œuvre et pâte à papier) et de bioénergie à base de bois, ainsi que les terres protégées afin de limiter les perturbations causées par les insectes et les incendies et de préserver les valeurs écologiques des forêts (par exemple, parcs nationaux et provinciaux) (Stinson et al., 2011).

Au Canada, environ 21 Gt C sont stockées dans la biomasse végétale terrestre vivante et morte (Sothe et al., 2022). Les forêts sont à l’origine de plus de 99 % de ce stockage de carbone, tandis que les plantes d’autres écosystèmes, tels que les prairies, la toundra, les tourbières et les terres agricoles, ne stockent que 0,2 Gt C (Sothe et al., 2022) (figure 9.10a). Les écosystèmes forestiers du Canada stockent également de grandes quantités de carbone dans le sol (figure 9.10 b). Par exemple, dans une autre étude, on a estimé que les forêts aménagées du Canada ont stocké environ 46 Gt C en 2018, dont 40 % dans la matière organique du sol (Andrews et al., 2022).

Les forêts sont responsables de la majeure partie du CO₂ absorbé par photosynthèse au Canada (par exemple, Gonsamo et al., 2013). Parallèlement, chaque année, les forêts canadiennes perdent de grandes quantités de carbone en raison de processus naturels, notamment les feux de forêt, la décomposition de la matière végétale morte et les infestations d’insectes. Le carbone est également perdu en raison d’activités anthropiques directes, telles que les brûlages dirigés, la récolte et la décomposition des résidus de récolte et des produits ligneux récoltés (PLR), ainsi que la conversion des terres forestières à d’autres usages (ECCC, 2025).

Faits saillants de la figure : La matière végétale des forêts stocke plus de carbone que les autres écosystèmes.

Titre de la figure : Répartition géographique du carbone dans la matière végétale et la matière organique du sol

Figure 9.10 : Cartes montrant la répartition des stocks de carbone dans la matière végétale (en kg de carbone par m² ou kg C m⁻²) dans a) les terres forestières et non forestières du Canada et b) la matière organique du sol jusqu’à une profondeur de 1 m. Source : Sothe et al. (2022).

Cet équilibre entre l’absorption et les pertes de carbone dans les forêts canadiennes a évolué au fil du temps. Depuis la dernière période glaciaire, les écosystèmes terrestres ont absorbé du carbone au Canada. Cette accumulation de carbone s’est produite à mesure que les glaciers reculaient. Les modèles suggèrent qu’à la fin des années 1800, pendant l’ère préindustrielle, les forêts aménagées et non aménagées du Canada étaient des sources nettes de carbone, en raison des feux de forêt, de la mortalité induite par les insectes forestiers et de la récolte. Au fur et à mesure que les forêts ont repoussé au cours du XX^e siècle, le réchauffement climatique, l’augmentation des concentrations de CO₂ et les dépôts d’azote provenant de la pollution ont peut-être favorisé la croissance des arbres et entraîné un gain de carbone supérieur à la perte dans les forêts aménagées et non aménagées (J. Chen et al., 2000).

Au cours de la période 2000‑2019, la superficie totale des terres du Canada semble avoir été un puits de carbone net (section 9.5.1.6). Bien que l’analyse de Poulter et al. (2025) (section 9.5.1.6) n’établisse pas de distinction entre la contribution des forêts de celle des autres écosystèmes, on s’attend à ce que les forêts aménagées et non aménagées du Canada représentent une part importante de ce puits de carbone, car elles dominent les échanges de CO₂ entre les terres et l’atmosphère (Gonsamo et al., 2013; Poulter et al., 2025).

Dans les forêts aménagées du Canada (figure 9.11a), le retrait de CO₂ de l’atmosphère et les émissions de CO₂, de méthane, de monoxyde de carbone (CO) et d’oxyde nitreux (N₂O) sont suivis de près en unités d’équivalent CO₂ (éq. CO₂) à l’aide de méthodes basées sur l’inventaire (figure 9.11 b) (ECCC, 2025), qui tiennent compte des effets directs des mesures d’aménagement forestier. La méthodologie utilisée pour estimer les émissions et les absorptions de GES provenant des forêts aménagées rend compte séparément des émissions et des absorptions pour les peuplements forestiers touchés par des facteurs anthropiques et ceux touchés par des facteurs naturels, appelés respectivement composante anthropique et composante des perturbations naturelles. Ces estimations sont produites par Ressources naturelles Canada (RNCan) et publiées par Environnement et Changement climatique Canada (ECCC). Seules les émissions et les absorptions associées à la composante anthropique sont déclarées à la CCNUCC, mais, dans un souci de transparence, toutes les émissions et absorptions, y compris celles liées à la composante perturbation, sont également suivies séparément. Comme la méthodologie de RNCan repose sur des données historiques de croissance et de rendement, elle ne tient pas explicitement compte des changements dans la productivité forestière causés par l’augmentation du CO₂ atmosphérique ou les changements climatiques, qui sont considérés comme des effets naturels ne relevant pas de la portée de la déclaration des GES d’origine anthropique dans le cadre de la CCNUCC. La composante des perturbations naturelles comprend les émissions de GES associées à des perturbations naturelles graves, telles que les feux de forêt ou les infestations d’insectes, et les absorptions de GES de l’atmosphère qui se produisent lorsque les peuplements se régénèrent naturellement. La composante anthropique comprend les variations du carbone dans le réservoir de PLR, ainsi que les émissions et les absorptions associées aux peuplements forestiers directement touchés par les activités d’aménagement forestier passées (par exemple, la récolte), aux peuplements matures touchés par des perturbations naturelles à faible mortalité et aux peuplements matures touchés par des perturbations naturelles ayant entraîné leur remplacement dans le passé et qui ont maintenant atteint leur maturité commerciale. Les estimations séparées et combinées des émissions et des absorptions de GES provenant de ces deux composantes sont présentées à la figure 9.11 b.

En raison de l’augmentation des perturbations naturelles (ligne rouge en pointillés dans la figure 9.11 b), les forêts aménagées du Canada sont passées d’un puits de carbone à une source de carbone au cours des dernières années (les valeurs inférieures à zéro indiquent un puits, tandis que les valeurs positives indiquent une source). On estime que la composante des perturbations naturelles des forêts aménagées est passée d’un puits d’environ 60 Mt (mégatonnes) d’éq. CO₂/an au cours de la période 1990-1999, lorsque la régénération après les incendies dépassait les émissions provenant de la combustion et de la décomposition associées aux incendies et aux dommages causés par les insectes, à une source d’environ 10 Mt d’éq. CO₂/an pour la période 2000-2009 et de 130 Mt d’éq. CO₂/an pour la période 2010-2019. Les variations d’une année à l’autre dépendent en grande partie de l’ampleur de ces perturbations naturelles, qui ont augmenté au cours de cette période. Par exemple, une infestation majeure de dendroctones du pin entre 1999 et 2015, qui a atteint son apogée en 2005, a touché 18 millions d’hectares de forêts (Perrakis et al., 2014). Les émissions nettes considérables de 1 100 Mt d’éq. CO₂ provenant des forêts aménagées (figure 9.11 b, ligne rouge en pointillés) en 2023 sont d’attribution de la plus grande saison des feux jamais enregistrée (chapitre 8, encadré 8.4; section 9.5.1.7).

La composante anthropique des forêts aménagées comprend les émissions de GES et les réductions associées aux peuplements forestiers, ainsi que la variation du carbone dans le réservoir de PLR associée à la production annuelle de produits forestiers. Au cours de la période 1990-2023, la composante anthropique (ligne bleue continue dans la figure 9.11 b) a été une source de 46 Mt d’éq. CO₂/an (figure 6-2a dans ECCC, 2025). Les produits ligneux récoltés dans les forêts sont suivis dans le cadre du réservoir de carbone des produits ligneux récoltés (PLR). Les émissions de CO₂ et de GES autres que le CO₂ (gaz à effet de serre autres que le CO₂) provenant de ces produits du bois peuvent se produire des décennies après la récolte du bois et peuvent ne pas se produire au Canada. Environ un tiers des émissions provenant des produits du bois proviennent de produits du bois à longue durée de vie qui ont atteint la fin de leur durée de vie utile et sont transférés vers le flux de déchets, où ils peuvent se décomposer ou être incinérés. Les deux tiers restants de ces émissions proviennent de produits à courte durée de vie, tels que les pâtes et papiers, ainsi que les produits bioénergétiques (ECCC, 2025).

Faits saillants de la figure : L’absorption de carbone par les forêts aménagées a diminué au fil du temps et, ces dernières années, les forêts aménagées sont devenues une source de carbone.

Titre de la figure : Bilan net des gaz à effet de serre des forêts aménagées du Canada

Figure 9.11 : a) Carte des forêts aménagées et non aménagées au Canada (Le Service canadien des forêts, 2024) et b) flux net de gaz à effet de serre (GES) pour les forêts aménagées du Canada (en mégatonnes d’équivalent dioxyde de carbone par an, ou Mt d’éq. CO₂/an) pendant la période 1990-2023. La ligne bleue continue représente la composante anthropique, soit la valeur combinée des émissions et des absorptions de GES dans la catégorie des terres forestières et la variation du carbone dans le bassin des produits ligneux récoltés (PLR), qui sont déclarées à la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (identique à la figure 6-2 dans ECCC, 2025). Les lignes rouges en pointillés indiquent les émissions et les absorptions associées aux perturbations naturelles graves, notamment les insectes, les incendies et la régénération après les perturbations (identique à la figure 6-3 dans ECCC, 2025). La ligne noire continue indique le flux net total de GES dû à ces facteurs naturels et anthropiques. Les valeurs positives indiquent les émissions nettes dans l’atmosphère (c’est-à-dire la source dans l’atmosphère); les valeurs négatives indiquent les absorptions nettes de l’atmosphère (c’est-à-dire le flux vers la terre). Source de la carte : Le Service canadien des forêts (2024); source des données : ECCC (2025).

La force future du puits de carbone que représentent les forêts aménagées et non aménagées du Canada dépendra, entre autres, des modèles de perturbations naturelles, de l’âge des peuplements forestiers, de la concentration atmosphérique de CO₂ et du climat. Dans les forêts aménagées et non aménagées du Canada, les arbres de moins de 150 ans représentent environ 94 % de la superficie boisée et leur âge moyen est d’environ 70 ans (Maltman et al., 2023). La projection indique que l’absorption nette de carbone par les forêts devrait diminuer à l’avenir, car à mesure que les forêts vieillissent, elles deviennent moins productives et, lorsqu’elles sont perturbées et se régénèrent sous forme de jeunes peuplements, elles mettent du temps à atteindre leur pic de productivité (Böttcher et al., 2008; Metsaranta et al., 2011).

À l’avenir, on s’attend à ce que la croissance forestière et l’absorption de carbone dans les régions de latitude élevée, y compris au Canada, continuent à être favorisées par la fertilisation par le CO₂ (augmentation de la croissance des végétaux due à l’élévation du CO₂ atmosphérique) et par des saisons de croissance plus chaudes et plus longues (Haverd et al., 2020; J. Wang et al., 2023), à condition que cette croissance ne soit pas limitée par un manque d’eau (Ma et al., 2012; Reich et al., 2018; Wotherspoon et al., 2024). Le réchauffement peut augmenter l’évaporation, réduire l’humidité du sol et provoquer un stress hydrique chez les arbres, augmentant ainsi les taux de mortalité naturelle (J. Wang et al., 2023). Il existe des données probantes selon lesquelles l’augmentation du stress hydrique réduit déjà l’absorption de carbone par les forêts, en raison de l’augmentation des taux de mortalité des arbres. La tendance à la mortalité des arbres due à la sécheresse s’est accélérée depuis 2002, principalement dans les régions occidentales du pays, et on s’attend à ce qu’elle limite la capacité d’absorption de carbone de la forêt boréale canadienne à l’avenir (Q. Liu et al., 2023). On s’attend également à ce que les perturbations naturelles, notamment les feux de forêt (section 9.5.1.7) et les infestations d’insectes, augmentent à l’avenir et continuent d’avoir des effets néfastes sur les stocks de carbone forestier (Curasi et al., 2024; Kurz, Dymond et al., 2008; Kurz, Stinson et al., 2008).

L’effet net des effets positifs et négatifs des changements futurs sur le bilan carbone des forêts canadiennes est difficile à quantifier. Cependant, une étude récente qui portait sur la réponse à la température des six espèces d’arbres boréaux les plus abondantes au Canada, sur la base de plus de 20 000 placettes d’échantillonnage, a révélé que les gains projetés en matière de productivité des arbres (de plus de 20 %) jusqu’aux années 2050, associés à des températures plus chaudes, pourraient compenser de manière significative certains des effets négatifs des augmentations projetées des sécheresses et des feux de forêt (J. Wang et al., 2023).

En résumé, selon la méthodologie utilisée dans les rapports d’inventaire nationaux, les forêts aménagées du Canada et le changement de teneur en carbone du réservoir de PLR auraient été une source nette de carbone dans l’atmosphère depuis 2001. Une récente étude multimodèles (Poulter et al., 2025), qui combine les approches ascendante et descendante, indique que les écosystèmes terrestres du Canada dans son ensemble ont constitué un puits de carbone net de 2010 à 2019 (section 9.5.1.6), bien qu’elle ne fasse pas état des contributions des forêts séparément de celles des autres écosystèmes. Comme les forêts dominent les échanges de CO₂ entre la terre et l’atmosphère au Canada, on s’attend à ce qu’une partie importante de ce puits de carbone se trouve dans les forêts (aménagées ou non). La conciliation de ces différentes estimations et méthodes reste un domaine de recherche actif. Le bilan carbone futur des forêts canadiennes reste incertain en raison des interactions complexes entre l’âge des peuplements, les changements climatiques, la fertilisation par le CO₂ et les perturbations, telles que les incendies, les infestations d’insectes et les changements d’affectation des terres.

9.5.1.2 : Pergélisol

Le pergélisol est un sol qui reste gelé pendant au moins deux ans (chapitre 6, section 6.7.1). Les régions de pergélisol sont des puits de carbone à long terme, ce qui leur a permis d’accumuler de grandes quantités de carbone dans le sol depuis des milliers d’années. Les estimations fondées sur des observations et des études de modélisation indiquent que certaines régions de pergélisol du Canada continuent d’agir comme des puits de carbone (pour la période 2002-2014) (figure 9.12). Les estimations de l’absorption de carbone dans les régions boréales de l’Est et de l’Ouest (figure 9.12 b) se situent dans une fourchette allant d’environ 25 à 50 grammes de carbone par m²/an (g C par m²/an). Cependant, ces estimations sont entourées d’une grande incertitude, en raison à la fois du nombre limité d’observations dans les régions éloignées (Falvo et al., 2025) et de processus manquants dans les modèles (Treat et al., 2024).

La région de la toundra présente généralement des flux de carbone plus modestes que les régions forestières. Les estimations obtenues à l’aide des différentes méthodes présentées à la figure 9.12a semblent se répartir de manière relativement égale entre les pertes et les gains de carbone, ce qui indique que la région de la toundra n’est pas un puits ni une source de carbone d’importance (Treat et al., 2024; Virkkala et al., 2025). On observe une tendance générale à des puits de CO₂ régionaux plus importants dans les parties sud de la zone de pergélisol, les puits régionaux diminuant ou devenant de petites sources vers le nord. La quantification du bilan carbone de ces régions éloignées reste difficile, en raison de la rareté des observations sur une zone vaste et diversifiée (comparer les sites d’observation dans la figure 9.12 b) et de la capacité limitée à représenter et à évaluer les processus du pergélisol dans les modèles.

Faits saillants de la figure : Une grande partie de la région canadienne touchée par le pergélisol continue de fonctionner comme un puits de CO₂.

Titre de la figure : État actuel des échanges de carbone dans les écosystèmes des régions de pergélisol du Canada, d’après cinq méthodes d’estimation.

Figure 9.12 : a) Échange annuel moyen de carbone dans les écosystèmes (en g C par m²/an) estimé à l’aide de différentes méthodes pour trois régions canadiennes touchées par le pergélisol au cours de la période 2002-2014 (Treat et al., 2024); et b) carte montrant les trois régions en question ainsi que les sites d’observation utilisés pour réaliser les estimations in situ et à plus grande échelle. Les valeurs négatives indiquent que la région est un puits de carbone net, et les valeurs positives, qu’elle est une source de carbone nette. Les points indiquent la valeur moyenne. Les limites d’incertitude, indiquées par les barres verticales de chaque côté des points, représentent l’écart‑type par rapport à la moyenne et ont été calculées pour chaque méthode. Les méthodes utilisées comprenaient (i) des mesures sur site à partir de tours ou de chambres d’observation (in situ); (ii) des méthodes d’extrapolation dans lesquelles les mesures sur site ont été utilisées dans des cadres statistiques pour estimer les échanges de carbone de l’écosystème dans l’ensemble des régions; (iii) des méthodes d’inversion (descendantes) dans lesquelles les concentrations atmosphériques de CO₂ ont été utilisées dans des cadres de modélisation pour retracer le CO₂ jusqu’à son origine à la surface du sol; (iv) les modèles de surface terrestre, une forme de modélisation ascendante (basée sur les processus) qui simule directement les flux de CO₂; et (v) les modèles du système terrestre (MST), qui effectuent des simulations depuis l’ère préindustrielle jusqu’à nos jours et évaluent les résultats par rapport aux changements observés. Les différentes méthodes estiment de manière cohérente un puits pour les régions boréales de l’Est et de l’Ouest, mais montrent moins de concordance pour la région de la toundra. Sur la carte en b), les chiffres à côté des noms de régions indiquent le nombre de sites de terrain utilisés pour dériver les estimations in situ. Source des données : Treat et al.(2024).

En plus d’émettre du CO₂, les régions de pergélisol émettent également du méthane. Les régions de pergélisol circumpolaires sont une source nette de méthane atmosphérique (Natali et al., 2015; Olefeldt et al., 2013; Saunois et al., 2024). Les émissions de méthane provenant des régions de pergélisol sont principalement causées par la décomposition de la matière organique dans des conditions anaérobies (pauvres en oxygène) dans les sols dégelés. Ces émissions peuvent être accentuées par le réchauffement et le dégel des sols touchés par le pergélisol, les changements dans la quantité d’humidité dans le sol, les changements dans le paysage dus au dégel, y compris l’affaissement du sol, la formation de lacs et de milieux humides, et les mouvements de terrain dus aux glissements de terrain déclenchés par le dégel du pergélisol (glissements dus au dégel) (chapitre 6, section 6.2.2). De plus, des émissions de méthane géologique ancien peuvent provenir de réservoirs de pétrole et de gaz situés en profondeur dans le sol. Le pergélisol continu agit comme un joint qui empêche la migration du méthane géologique vers la surface, mais les sols non gelés (tels que les taliks^{Note de bas de page 11} sous les plans d’eau) peuvent servir de voie d’émission du méthane géologique dans l’atmosphère (Dallimore et al., 2024).

Le delta du Mackenzie, au Canada, recèle d’importants gisements de pétrole et de gaz, et les mesures effectuées dans les points chauds (endroits discrets où les émissions de méthane dans l’atmosphère sont plus élevées) indiquent qu’au moins une partie du méthane émis dans la région est d’origine géologique (Wesley et al., 2023). Les mesures aériennes effectuées sur une région d’étude d’une superficie de 10 000 km² dans le delta du Mackenzie suggèrent que les émissions géologiques de méthane pourraient représenter environ 17 % des émissions annuelles totales de méthane de la région (Kohnert et al., 2017). La quantité totale de méthane géologique émise à partir de la terre ferme au Canada est inconnue. Cependant, à l’échelle mondiale, les estimations évaluent les sources géologiques terrestres à environ 38 mégatonnes de méthane par an (Mt CH₄/an) (ou 1064 Mt d’éq. CO₂/an) (fourchette de 13 à 53 Mt CH₄/an, ou de 364 à 1484 Mt d’éq. CO₂/an), ce qui fait des émissions géologiques terrestres une source relativement faible, représentant environ 7 % des émissions mondiales totales de méthane (Saunois et al., 2024).

Ce ne sont pas toutes les parties du paysage pergélisol qui produisent du méthane. Les sols plus secs de la toundra des hautes terres sont plus riches en oxygène, ce qui leur permet d’agir comme un puits de méthane. Le méthane absorbé par le sol, qu’il provienne de l’atmosphère ou qu’il soit produit plus profondément dans la colonne de sol, est décomposé par des bactéries en CO₂ et en eau. À l’échelle mondiale, l’absorption de méthane par les sols des hautes terres est beaucoup plus faible (~33 Mt CH₄/an ou ~920 Mt d’éq. CO₂/an) que les émissions de méthane provenant des milieux humides (~162 Mt CH₄/an ou ~4,5 Gt d’éq. CO₂/an) (Saunois et al., 2024). Les estimations des émissions et de la consommation de méthane du pergélisol sont élevées, en raison du manque de données d’observation. Cette incertitude est encore accrue par les émissions de méthane provenant des milieux humides et des plans d’eau douce situés à proximité, ou directement au-dessus, d’endroits où le méthane est libéré par le sol qui a récemment dégelé en profondeur et qui est désormais disponible pour la décomposition.

À l’heure actuelle, aucune estimation n’est disponible au sujet des émissions de méthane provenant du pergélisol au Canada. Cependant, si l’on suppose que toutes les émissions de méthane estimées provenant des milieux humides et des lacs dans l’ensemble de la zone de pergélisol mondiale peuvent être attribuées au dégel récent du pergélisol, cela nous permet de fixer une limite supérieure à la quantité de méthane émise qui pourrait être attribuée au dégel historique du pergélisol. Ces estimations à l’échelle mondiale, basées sur des approches ascendantes, descendantes et fondées sur des données, se situent dans une fourchette de 5,3 à 37,5 Mt CH₄/an (~148 à 1080 Mt d’éq. CO₂/an), la plupart des estimations se situant autour de 20 Mt CH₄/an (560 Mt d’éq. CO₂/an) (Bruhwiler et al., 2021; McNicol et al., 2023; Peltola et al., 2019; Ramage et al., 2024; Saunois et al., 2020, 2024). Cette limite supérieure représente environ 3 % des émissions mondiales totales de méthane (~575 Mt CH₄/an, soit 16,1 Gt d’éq. CO₂/an, en 2010-2019) (Saunois et al., 2024), dont environ deux tiers sont d’origine anthropique et un tiers d’origine naturelle (Saunois et al., 2024). Cela indique que le dégel du pergélisol représente actuellement, au maximum, une source mineure d’émissions de méthane atmosphérique dans le contexte mondial.

Le dégel supplémentaire du pergélisol pourrait potentiellement libérer dans l’atmosphère de grandes quantités de carbone provenant de la décomposition de la matière organique présente dans le sol, sous forme de CO₂ ou de méthane, d’où l’intérêt de quantifier les émissions futures des régions de pergélisol. Cependant, le taux d’émissions de CO₂ et de méthane provenant du dégel du pergélisol reste élevé, en raison d’une multitude de processus interdépendants, dont certains dépendent de la manière dont le dégel se produit.

Le pergélisol peut fondre de deux manières : de manière abrupte ou progressive. Le dégel abrupt, généralement associé au développement d’un terrain thermokarstique, se produit dans les sols qui contiennent plus de glace qu’ils ne peuvent en retenir dans leurs espaces poreux, ce qui signifie que la perte de glace réduit l’intégrité structurelle du sol (Webb et al., 2025). À son tour, cela conduit à un paysage au sol irrégulier, en raison de l’affaissement (déplacement descendant) du sol et de la subsidence (tassement ou enfoncement) de la surface. Le dégel progressif, en revanche, se produit plus lentement, à la vitesse à laquelle la chaleur peut pénétrer dans le sol et le faire fondre en profondeur. La surveillance à long terme des températures du sol et de l’épaisseur de la couche active (le sol au-dessus du pergélisol qui gèle et dégèle de façon saisonnière) montre une augmentation de ces paramètres dans la plupart des régions de pergélisol (chapitre 6, section 6.2.1).

Des modèles numériques basés sur les processus ont été utilisés pour projeter la quantité de carbone qui sera libérée par le dégel progressif. Cependant, on n’attend pas de perte importante de carbone de l’écosystème dans l’atmosphère avant l’année 2100, quel que soit le scénario d’émissions. Cela s’explique principalement par la lenteur des processus de dégel progressif, mais aussi par le fait que l’augmentation de la productivité de la végétation compensera une partie des pertes de carbone des sols (McGuire et al., 2018).

Des perturbations liées au dégel abrupt (telles que le déplacement descendant des sols précédemment gelés, l’affaissement des sols et la formation de lacs) ont été largement observées (chapitre 6, section 6.7.2). Il n’est pas encore possible de quantifier la tendance au fil du temps dans l’ensemble des régions de pergélisol du Canada (Treat et al., 2024), bien que des estimations régionales soient disponibles (chapitre 6, section 6.7.2). Le dégel abrupt libère généralement une plus grande quantité de carbone dans l’atmosphère que le dégel progressif, en raison des perturbations terrestres qu’il provoque (Ramage et al., 2024; Turetsky et al., 2020). La quantification des émissions futures associées au dégel abrupt reste demeure très incertaine, en raison des limites de la modélisation des processus de dégel abrupt et des émissions qui en résultent. L’incertitude entourant l’échange de CO₂ dans les régions de pergélisol provient également de la réponse de la végétation au réchauffement climatique. L’allongement des saisons de croissance et les changements dans la répartition de la végétation de la toundra ont des effets complexes sur le cycle du carbone et peuvent contribuer à compenser certaines des émissions de carbone associées au réchauffement climatique. Les estimations par satellite de l’activité végétale ont révélé des zones où la productivité végétale a augmenté (y compris le verdissement et l’expansion), ainsi que des zones où la productivité a diminué (y compris le brunissement et la mortalité). Ces tendances régionales de verdissement et de brunissement sont difficiles à simuler avec précision à l’aide des modèles actuels (Alfaro-Sánchez et al., 2024; Berner et al., 2020; Myers-Smith et al., 2020; Ogden et al., 2023; Reid et al., 2022). Contrairement à l’augmentation de la croissance végétale (verdissement), qui entraîne une plus grande absorption de carbone, une augmentation de la profondeur des dégels saisonniers (chapitre 6, section 6.7.2) peut produire davantage d’émissions de carbone. Cela se produit au printemps et à l’automne, lorsque les températures dans les couches profondes du sol restent stables, autour de 0 °C (Arndt et al., 2023). Jusqu’à ce que le sol gèle complètement, la décomposition microbienne se poursuit à des rythmes faibles, ce qui peut entraîner une augmentation des émissions (jusqu’à 50 % des émissions annuelles de carbone dans certains cas) (Natali et al., 2019; Zona et al., 2016).

En résumé, on s’attend à ce que les régions de pergélisol subissent des changements importants à mesure que le climat se réchauffe, libérant plus de CO₂ et de méthane qu’à l’heure actuelle. Cependant, les interactions complexes et mal comprises entre le dégel du pergélisol, les perturbations et la croissance accrue de la végétation dans ces régions limitent notre capacité à effectuer des projections précises de ces changements et de leurs effets sur les échanges de carbone entre la terre et l’atmosphère.

9.5.1.3 : Milieux humides

Les milieux humides sont des écosystèmes terrestres caractérisés par des sols mal drainés et des plantes adaptées aux conditions de saturation en eau. Le Canada est un pays riche en milieux humides, avec environ 1,29 million de km² de milieux humides couvrant 13 % de sa superficie terrestre (ECCC, 2016). La figure 9.13 montre la répartition géographique des milieux humides au Canada. Les milieux humides minéraux comprennent les marais, les marécages et les plans d’eau peu profonds. Les milieux humides organiques (tourbières) comprennent les tourbières hautes, les tourbières basses et certains marécages qui peuvent accumuler des matières végétales partiellement décomposées (tourbe). Les tourbières du Canada stockent environ 150 Gt C, soit la moitié du carbone organique du sol au Canada (Tarnocai et al., 2009). Par exemple, la région des basses terres de la baie d’Hudson stocke 30 Gt C et constitue la deuxième plus grande région de tourbières continues au monde (Packalen et al., 2014).

Les données provenant de carottes de tourbe prélevées dans les tourbières nordiques du monde entier, y compris les tourbières boréales du Canada, montrent que, depuis des milliers d’années, ces écosystèmes agissent comme des puits nets de carbone à long terme (Loisel et al., 2014), en raison d’une différence faible, mais persistante, entre la croissance lente des plantes (absorption de carbone) et la décomposition encore plus lente (perte de carbone) dans des conditions de saturation en eau. Les tourbières canadiennes situées au sud de la zone de pergélisol sporadique discontinu (chapitre 6, section 6.7.1), qui représentent environ la moitié de la superficie des tourbières au Canada, ont été estimées comme étant un puits de carbone net de 19 Mt C/an (70 Mt CO₂/an) pendant la période 1990‑2019. Cette estimation tient compte de l’absorption de CO₂ due à la croissance des plantes des tourbières, moins les émissions de CO₂, de méthane et de monoxyde de carbone (CO) dues à la décomposition, à l’exploitation forestière et aux feux de forêt (Bona et al., 2024).

Parmi les écosystèmes du Canada, les milieux humides sont la plus grande source naturelle de méthane atmosphérique (Saunois et al., 2024), en raison de la décomposition de la matière organique dans des conditions de saturation en eau. Les estimations récentes de ces émissions, limitées par les mesures des concentrations atmosphériques de méthane, suggèrent que les sources naturelles au Canada, qui comprennent les milieux humides et les eaux intérieures, émettent environ de 11 à 14 Mt CH₄/an (de 310 à 390 Mt d’éq. CO₂/an) (Ishizawa et al., 2024; Poulter et al., 2025) (tableau 9.2). En général, la quantité de carbone perdue par les tourbières nordiques sous forme de méthane est inférieure au CO₂ absorbé, et le méthane a une durée de vie relativement courte dans l’atmosphère par rapport au CO₂. Par conséquent, bien que le méthane soit un GES plus puissant que le CO₂, les tourbières ont généralement un effet de refroidissement net^{Note de bas de page 12} sur le climat sur des centaines à des milliers d’années (Frolking et al., 2006).

Les tourbières nordiques sont des écosystèmes résilients vieux de plusieurs milliers d’années. Cependant, le flux de carbone entre l’atmosphère et les écosystèmes des tourbières pourrait changer à mesure que le climat se réchauffe. Si les tourbières s’assèchent, leurs émissions de méthane diminueront, mais la tourbe pourrait devenir plus sensible à la décomposition aérobie et aux incendies (section 9.5.1.7), ce qui pourrait augmenter les émissions de CO₂. Les températures plus élevées augmentent les taux de décomposition aérobie et anaérobie; si les émissions de carbone issues de la décomposition ne sont pas compensées par une absorption accrue du carbone grâce à une productivité végétale plus importante, les tourbières pourraient alors devenir une source de carbone.

Les tourbières à pergélisol réagissent de façon complexe aux changements climatiques (chapitre 6, section 6.7). À mesure que la tourbe dégèle lentement, elle peut se décomposer et réduire la capacité de puits de carbone de la tourbière (section 9.5.1.2). Cependant, le dégel du pergélisol riche en glace, combiné aux processus thermokarstiques, peut provoquer l’effondrement des surfaces de tourbières surélevées qui étaient auparavant sèches et former une topographie irrégulière. Les tourbières thermokarstiques qui en résultent sont beaucoup plus humides, et leur formation peut entraîner une augmentation des émissions de méthane. Cependant, avec le temps, les changements dans la végétation peuvent rétablir la capacité de puits de CO₂ (Hugelius et al., 2020).

Des conclusions générales peuvent être tirées sur la réponse des tourbières aux changements climatiques futurs, sur la base d’études de modélisation. À titre d’exemple, Qiu et al. (2022) ont fait une projection selon laquelle l’absorption de CO₂ et les émissions de méthane des tourbières nordiques resteront relativement stables dans le scénario à faibles émissions (RCP 2.6). Toutefois, selon le scénario d’émissions élevées (RCP 8.5), les régions de tourbières du Canada devraient atteindre la carboneutralité (avec un degré de certitude faible) d’ici 2100 et de devenir des sources d’environ 80 g C par m²/an d’ici 2200 (Qiu et al., 2022). Si l’on extrapole ces données à l’ensemble des milieux humides du Canada, cela donne des émissions d’environ 100 Mt C/an (367 Mt CO₂/an) d’ici 2200 selon le scénario d’émissions élevées (RCP 8.5).

En résumé, les tourbières constituent un important réservoir de carbone, contenant plus de la moitié de la matière organique totale des sols au Canada. Compte tenu de leur vaste superficie et de leur vulnérabilité au réchauffement et à l’assèchement, elles jouent un rôle essentiel dans la détermination du futur bilan carbone des terres. Les tourbières devraient devenir des sources de carbone d’ici la fin du siècle ou au-delà dans le scénario d’émissions élevées (SSP5-8.5). Toutefois, selon des scénarios plus modérés, les tourbières devraient rester des puits de carbone (Chaudhary et al., 2020; Gallego-Sala et al., 2018; Hugelius et al., 2020; McLaughlin et Webster, 2014; Qiu et al., 2019, 2020, 2022; Zhao et Zhuang, 2023).

Faits saillants de la figure : Les milieux humides couvrent 13 % de la superficie du Canada et sont particulièrement répandus le long des côtes sud-ouest de la baie d’Hudson et de la baie James.

Titre de la figure : Répartition des milieux humides au Canada

Figure 9.13 : Carte montrant la répartition des milieux humides au Canada. Les couleurs plus foncées indiquent que la proportion de la superficie couverte par des milieux humides est élevée. Source : ECCC (2016).

9.5.1.4 : Eaux intérieures

Les écosystèmes d’eau douce jouent un rôle important dans le cycle naturel du carbone dans les écosystèmes terrestres. Une partie du carbone séquestré sur terre pénètre dans les cours d’eau, les rivières et les lacs d’eau douce sous forme de matière organique (Poulter et al., 2025). Cette matière organique alimente les réseaux trophiques aquatiques (Butman et al., 2018). Les particules de matière organique peuvent également influencer les conditions de l’habitat, telles que la clarté de l’eau et la concentration en oxygène, qui déterminent où vivent les espèces et comment elles interagissent. À leur tour, les plantes, les animaux et les bactéries aquatiques qui vivent en eau douce jouent un rôle important dans la quantité de carbone organique qui est recyclée dans l’atmosphère, rejetée dans l’océan ou enfouie dans les sédiments des systèmes d’eau douce (Cole et al., 2007).

La majeure partie des eaux intérieures sont des sources nettes de CO₂ dans l’atmosphère, les estimations mondiales des émissions de CO₂ provenant des eaux intérieures se situant dans la fourchette de 1,0 à 2,5 Gt C/an (Lauerwald et al., 2023; Tian et al., 2023). Une petite fraction du carbone qui pénètre dans les lacs et les réservoirs est enfouie dans les sédiments, créant un petit puits à long terme de 0,15 Gt C/an (de 0,06 à 0,25 Gt C/an) à l’échelle mondiale (Mendonça et al., 2017). À titre de comparaison, une quantité similaire de carbone est enfouie dans les sédiments océaniques mondiaux (de 0,2 à 0,4 Gt C/an) (Middelburg, 2019). Sur les 2 à 3 Gt C/an qui pénètrent dans les réseaux fluviaux mondiaux, environ 1 Gt C/an est transportée vers l’océan (M. Liu et al., 2024). Ce flux naturel de carbone de la terre vers l’océan par les fleuves fait partie du cycle mondial du carbone.

Le Canada possède le plus grand nombre de lacs au monde (Messager et al., 2016), et les eaux intérieures jouent un rôle important dans le bilan carbone du Canada. Les rivières et les lacs couvrent près de 9 % de la superficie terrestre du Canada (chapitre 5), avec une proportion élevée de 25 % dans certaines régions boréales (Messager et al., 2016) et plus de 30 % dans certaines régions arctiques (Plug et al., 2008). On estime que les eaux intérieures du Canada ont émis 193 Mt C/an (710 Mt CO₂/an) dans l’atmosphère et exporté 25 Mt C/an vers l’océan au cours de la période 2010-2019 (Poulter et al., 2025), soit environ 2,5 % du 1 Gt C exporté chaque année vers les océans mondiaux (M. Liu et al., 2024). Au cours des dernières décennies, un brunissement de l’eau douce, ou assombrissement de la couleur de l’eau, souvent lié à l’augmentation de la matière organique dissoute et de la teneur en carbone dans l’eau (Blanchet et al., 2022; Roulet et Moore, 2006), a été observé dans les lacs canadiens (Rodríguez-Cardona et al., 2023). Dans certains cas, le brunissement des eaux douces a été associé à une augmentation des exportations de carbone organique terrestre vers ces eaux, en réponse à la diminution des dépôts atmosphériques acides, à l’augmentation de la température et à la hausse des précipitations (par exemple, Rodríguez-Cardona et al., 2023).

Les exportations de carbone des écosystèmes terrestres vers les écosystèmes d’eau douce peuvent également augmenter lorsque le ruissellement et le débit des cours d’eau augmentent (chapitre 5, section 5.3). L’augmentation de la productivité végétale sur terre, associée à l’augmentation des apports atmosphériques de CO₂ et d’azote, ainsi que les changements dans la façon dont l’eau se déplace dans le sol, peuvent également avoir une incidence sur les exportations de carbone. Par exemple, le carbone organique dissous exporté du bassin versant du fleuve Mackenzie vers l’océan Arctique a augmenté de 39 % au cours de la période 1978-2012 (Tank et al., 2016). Cette augmentation était associée à une plus grande productivité des lacs, à la dégradation du pergélisol qui a entraîné l’expansion des milieux humides (et une plus grande connectivité entre les plans d’eau à travers le paysage), à un écoulement plus profond à travers le sol dégelé pendant de plus longues périodes de l’année et à l’érosion mécanique des sols. Ces processus peuvent entraîner la libération du carbone récemment absorbé par les plantes terrestres et stocké sous forme de matière organique dans les sols, ainsi que la libération du carbone organique séquestré il y a des centaines, voire des milliers d’années (Tank et al., 2016). Les changements d’affectation des terres ont également une incidence sur les exportations de carbone vers les eaux intérieures. Les perturbations forestières, telles que la récolte du bois (Webster et al., 2015) et les feux de forêt (Bélair et al., 2025), peuvent augmenter la concentration de carbone organique dissous dans les lacs et les rivières.

On s’attend à ce que le transport fluvial (c’est-à-dire par les cours d’eau et les rivières) du carbone de la terre vers l’océan augmente à l’avenir en raison des changements climatiques et des changements dans l’affectation des terres et des perturbations, telles que l’accélération de la décomposition de la matière organique du sol dans un climat plus chaud, l’augmentation de la productivité de la végétation due à la fertilisation par le CO₂ (Haverd et al., 2020), la multiplication des feux de forêt et l’augmentation du ruissellement en raison de l’augmentation des précipitations (chapitre 5, section 5.3). Si les résultats des modélisations corroborent cette évaluation, ils ne montrent toutefois qu’une augmentation marginale des exportations fluviales de carbone vers l’océan (M. Liu et al., 2024). Les ensembles de données d’observation à long terme sont rares, ce qui rend difficile la détection des tendances à long terme (M. Liu et al., 2024). En résumé, on s’attend à ce que le transport fluvial de carbone vers l’océan augmente à l’avenir, mais l’ampleur du changement reste incertaine.

9.5.1.5 : Terres cultivées et prairies

Au Canada, les terres aménagées à des fins agricoles comprennent les terres cultivées (46 millions d’hectares [Mha]) et les prairies (7,5 Mha). Les terres cultivées et les prairies couvrent moins de 5 % de la superficie du Canada et sont principalement concentrées dans l’Ouest canadien (ECCC, 2025). Les terres cultivées comprennent les terres utilisées pour produire des cultures vivrières annuelles et pérennes et du fourrage, tandis que les prairies comprennent les pâturages et les parcours non améliorés utilisés pour le pâturage du bétail (ECCC, 2025). Les réductions et les émissions de carbone provenant des terres cultivées et des prairies sont suivies à des fins de rapport à la CCNUCC sous forme de variations du carbone stocké dans les sols et la biomasse ligneuse (ECCC, 2025). Les cultures absorbent le CO₂ de l’atmosphère au fur et à mesure de leur croissance, et le carbone contenu dans les résidus de culture est incorporé dans les sols. À mesure que les résidus de culture et la matière organique du sol se décomposent, le CO₂ est réémis dans l’atmosphère. Les décisions relatives à l’aménagement des terres agricoles peuvent augmenter ou diminuer la séquestration de carbone (le processus de captage et de stockage du CO₂ de l’atmosphère) dans le sol. Des pratiques telles que l’épandage de fumier, la conversion à des cultures pérennes, le recours à des pratiques de labour réduit ou sans labour et la réduction des jachères d’été augmentent le stockage de carbone, tandis que la conversion à des cultures annuelles, les pratiques de labour intensif et les périodes de jachère prolongées le diminuent (ECCC, 2025). Si les prairies ne constituent pas une source ni un puits de carbone d'importance, les terres cultivées ont été en moyenne un petit puits de carbone net pour la période 1990-2022 (19 Mt d’éq. CO₂/an) (ECCC, 2025).

Il est important de noter que cette évaluation des terres cultivées et des prairies en tant que sources de carbone et puits de carbone n’inclut pas les émissions et les réductions associées à la production animale, à la fertilisation, au chaulage et à d’autres activités de gestion. Ces activités entraînent d’importantes émissions de GES, faisant du secteur agricole dans son ensemble un émetteur net de GES, selon le Rapport d’inventaire national annuel du Canada (ECCC, 2025) (section 9.3.2, figure 9.5). Par exemple, l’application d’engrais azotés sur les sols agricoles en fait la principale source d’émissions anthropiques d’oxyde nitreux au Canada. Les émissions de méthane associées à la production animale, en particulier la gestion du fumier et la fermentation entérique, sont la deuxième source d’émissions anthropiques de méthane au Canada (ECCC, 2025).

Les variations météorologiques d’une année à l’autre ont une incidence sur la productivité des cultures et entraînent la variabilité du statut des terres cultivées au Canada, qui peuvent passer de puits nets à sources nettes de carbone. Par exemple, une sécheresse importante en 2021 a réduit la productivité des cultures et les apports de carbone dans les sols provenant des résidus de cultures, ce qui a entraîné un passage temporaire du statut de puits de carbone à celui de source de carbone de 20 Mt d’éq. CO₂/an en 2022. En 2023, les terres cultivées sont redevenues des puits de carbone de 27 Mt d’éq. CO₂/an (ECCC, 2025).

On s’attend à ce que les changements climatiques futurs aient une incidence sur le stockage du carbone dans les sols des zones agricoles au Canada. Le réchauffement climatique devrait augmenter les taux de décomposition du carbone dans les sols de 2,5 à 3,9 % dans les zones agricoles à l’échelle mondiale, contribuant ainsi au flux de carbone vers l’atmosphère (Poeplau et Dechow, 2023). À l’inverse, le réchauffement climatique et l’allongement et l’avancement des saisons de croissance, s’ils ne sont pas limités par le stress hydrique ou thermique, devraient augmenter les rendements agricoles au Canada (Jégo et al., 2024, 2025; W. N. Smith et al., 2013) et, par conséquent, augmenter les apports de résidus de culture dans le sol. On s’attend également à ce que le réchauffement climatique crée des occasions en matière d’agriculture dans de nouvelles régions où les sols, les précipitations, le relief et les infrastructures sont appropriés (Jiang et al., 2023; Krishna Bahadur et al., 2021). Cependant, la conversion de terres non aménagées, telles que les prairies naturelles, les milieux humides et les forêts, en terres agricoles a entraîné des pertes considérables de carbone provenant de ces écosystèmes naturels, qui se poursuivent longtemps après leur conversion (Byun et al., 2018; Guo et Gifford, 2002). Par exemple, Byun et al. (2018) ont estimé que la conversion de 56 % de la superficie des milieux humides du sud de l’Ontario (environ 84 000 km²) à d’autres utilisations, y compris l’agriculture, était associée à une perte d’environ 1,9 Gt C de carbone total de l’écosystème (~60 % de la quantité initiale) depuis 1850. Plus récemment, la conversion des terres à des fins agricoles a diminué au Canada. Au cours des 20 années précédant 1990, 1,3 Mha de terres forestières ont été convertis en terres agricoles, contre 0,38 Mha au cours des 20 années précédant 2023 (ECCC, 2025).

L’expansion agricole affecte également le bilan énergétique à la surface terrestre, c’est-à-dire l’échange d’énergie à la surface de la Terre entre le rayonnement solaire, la chaleur et l’évaporation. Par exemple, le changement d’affectation des terres impliquant la conversion de forêts en terres cultivées rend la surface du sol plus claire, ce qui réfléchit davantage le rayonnement solaire et provoque un refroidissement régional (Betts, 2000; J. Liu et al., 2022). Cependant, moins d’humidité s’évapore des terres cultivées que des forêts (O’Connor et al., 2019; Verstraeten et al., 2005), ce qui peut contribuer au réchauffement. L’effet net de ces processus opposés dépend de l’emplacement géographique du changement d’affectation des terres (Arora et Montenegro, 2011). Dans les régions de haute latitude où le manteau neigeux est important, comme au Canada, le refroidissement résultant de la réflectivité accrue des terres cultivées l’emporte généralement sur le réchauffement dû à la réduction de l’évaporation. Par conséquent, on s’attend à ce que la conversion des forêts en terres cultivées dans ces régions entraîne un refroidissement régional (Betts, 2000). L’inverse est vrai pour le reboisement, qui peut entraîner un réchauffement régional (Arora et Montenegro, 2011). Compte tenu de ces forts facteurs de contrôle locaux, les effets des changements dans la superficie des terres cultivées sur le bilan énergétique à la surface terrestre varient dans l’espace et ne sont généralement pas bien quantifiés (Desjardins et al., 2007). Par conséquent, l’effet global du changement de couverture terrestre sur le bilan énergétique reste également incertain (Jia et al., 2019).

Dans l’ensemble, les terres cultivées constituent un puits de carbone beaucoup moins important que les forêts, et le secteur agricole dans son ensemble est un émetteur net de GES. La conversion de 0,38 million d’hectares de terres forestières en terres cultivées au cours des 20 années précédant 2023 — une superficie modeste par rapport aux 367 millions d’hectares de forêts et aux 46 millions d’hectares de terres cultivées du Canada — suggère que l’expansion des terres cultivées s’est largement stabilisée. On prévoit que les changements climatiques augmenteront les rendements agricoles dans les régions où l’humidité du sol n’est pas limitante, ouvrant ainsi de nouvelles régions à l’agriculture, dans la mesure où les autres conditions sont favorables.

9.5.1.6 : Évaluation globale des écosystèmes terrestres du Canada

Malgré les incertitudes et la nécessité de s’appuyer sur plusieurs sources de renseignements disparates^{Note de bas de page 13}, il est possible de procéder à une évaluation globale du carbone qui entre dans les écosystèmes terrestres du Canada et qui en sort. Une telle évaluation constitue un point de départ important pour comprendre la contribution des écosystèmes terrestres du Canada au puits de carbone terrestre mondial. Le Rapport d’inventaire national annuel (ECCC, 2025) n’évalue que les effets directs des mesures de gestion prise sur les terres aménagées au Canada. Environ 72 % des terres du Canada ne sont pas aménagées et ne sont donc pas prises en compte dans les rapports officiels. Par conséquent, d’autres approches sont nécessaires pour obtenir un bilan complet.

La principale méthode utilisée pour réaliser ce bilan consiste à recourir à deux approches de modélisation différentes : ascendante (basée sur des modèles axés sur les processus) et descendante (basée sur les inversions atmosphériques). La deuxième étude régionale sur l’évaluation et les processus du cycle du carbone (« Second REgional Carbon Cycle Assessment and Processes study », ou RECCAP2) (Poulter et al., 2025) adopte une approche multimodèles qui utilise les résultats obtenus à la fois avec les approches ascendante et descendante. D’après les résultats de l’étude RECCAP2, les écosystèmes terrestres du Canada dans son ensemble ont agi de manière constante comme un puits de carbone entre 2000 et 2019, absorbant environ de 600 à 1 500 Mt de CO₂/an (figure 9.14). Bien que la taille estimée du puits terrestre diffère entre les modèles ascendants (~600 Mt CO₂/an) et descendants (~1500 Mt CO₂/an), il existe un fort consensus sur le fait que les écosystèmes terrestres du Canada fonctionnent comme un puits de carbone relativement important. L’écart entre les approches ascendante et descendante peut être attribué à la difficulté de quantifier le transfert horizontal du carbone des terres vers les rivières et de tenir compte des cultures et de la récolte du bois (Pacala et al., 2001). Si le puits de carbone terrestre du Canada est resté relativement stable au cours de la période 2000-2019 (figure 9.14), il peut devenir une source de CO₂ lors d’années marquées par des perturbations extrêmes, comme la saison des feux de 2023 (chapitre 8, encadré 8.4). Selon les rapports d’inventaire nationaux, les forêts aménagées du Canada sont passées d’un puits de GES à une source de GES au cours des années 2010 (figure 9.11 b). Cette transition de puits à source est attribuée à des niveaux de croissants de perturbations naturelles (ECCC, 2025).

Faits saillants de la figure : Les écosystèmes terrestres du Canada (aménagés et non aménagés combinés) agissent comme un puits net de CO₂.

Titre de la figure : Flux annuels estimés de dioxyde de carbone pour tous les écosystèmes terrestres canadiens (aménagés et non aménagés) pendant la période 2000-2019, d’après l’étude RECCAP2

Figure 9.14 : Graphique représentant la moyenne de l’ensemble des modèles (flux net annuel moyen de CO₂ en mégatonnes [1 000 000 tonnes métriques] de dioxyde de carbone par an, ou Mt CO₂/an) reconstitué pour le Canada à partir de simulations à l’échelle mondiale compilées par RECCAP2, sur la base de 19 modèles ascendants (fondés sur les processus) (Sitch et al., 2024) et de 7 modèles descendants (inversion atmosphérique) (Friedlingstein et al., 2022). Les zones ombrées indiquent un écart-type au-dessus et en dessous de la moyenne. Les estimations des ensembles de modèles ascendants et descendants indiquent que les écosystèmes terrestres du Canada sont un puits de carbone (indiqué par des valeurs négatives). Source des données : RECCAP2 (Poulter et al., 2025).

On estime que les émissions anthropiques de méthane du Canada sont de 4 à 6 Mt CH₄/an (de 112 à 168 Mt d’éq. CO₂/an) (tableau 9.2), ce qui représente environ 1,3 % des émissions anthropiques mondiales de méthane (environ 360 Mt CH₄/an; 10,1 Gt d’éq. CO₂/an) (Saunois et al., 2024). Le taux d’émissions naturelles de méthane, provenant principalement des milieux humides et des eaux intérieures (lacs, étangs et rivières), est plus incertain. L’approche ascendante estime les émissions naturelles de méthane à 33 Mt CH₄/an (924 Mt d’éq. CO₂/an), soit plus du double de l’estimation obtenue à l’aide de l’approche descendante (environ 11 à 14 Mt CH₄/an; 310 à 302 Mt d’éq. CO₂/an). Les estimations plus élevées fournies par les modèles ascendants pourraient s’expliquer par un double comptage, certains lacs intérieurs et milieux humides ayant été inclus dans les deux inventaires, ce qui a entraîné une surestimation des émissions de méthane provenant de ces écosystèmes (Saunois et al., 2020).

Le futur bilan carbone des écosystèmes terrestres du Canada sera déterminé par les changements dans les taux d’absorption et de rejet du carbone. Ces changements seront dus, entre autres, à l’augmentation du CO₂ atmosphérique, au réchauffement climatique, au dégel du pergélisol, aux changements hydrologiques, aux perturbations des écosystèmes d’origine humaine et naturelle, et aux décisions en matière d’aménagement des terres (Braghiere et al., 2023). Bien que la projection soit une augmentation de la capacité du puits de carbone terrestre mondial, en raison de l’effet de fertilisation de l’augmentation des concentrations de CO₂ dans l’atmosphère, la capacité de ce puits dans les hautes latitudes septentrionales est incertaine. Plusieurs facteurs, en particulier les rejets de carbone liés au dégel du pergélisol et aux perturbations causées par les insectes et les incendies, sont mal compris et ne sont pas représentés dans de nombreux modèles du système terrestre (Jactel et al., 2019; Seiler et al., 2024).

9.5.1.7 : Feux de forêt

Les feux de forêt sont un phénomène récurrent dans le paysage canadien, en particulier dans la forêt boréale et la taïga, où des incendies moins fréquents, mais de très grande ampleur, peuvent brûler de vastes zones en un laps de temps relativement court (Stocks et al., 2002). Les feux de forêt sont une perturbation naturelle courante dans les écosystèmes forestiers, où ils peuvent contribuer à rajeunir les habitats, favoriser la croissance de nouvelles plantes et maintenir la diversité des espèces (Bergeron et Fenton, 2012). Cependant, les incendies peuvent également être néfastes si leur fréquence et leur intensité sont modifiées par les activités humaines et les changements climatiques (Johnstone et Chapin, 2006). Depuis 1959, date à laquelle les données sur les superficies brûlées sont devenues disponibles, la superficie brûlée par les feux de forêt et le nombre de grands incendies (> 200 ha) au Canada ont tous deux augmenté, tout comme la taille des grands incendies et la durée de la saison des feux (Hanes et al., 2019) (chapitre 8, section 8.7.1). Il convient de noter qu’avant l’ère des satellites (c.‑à‑d. avant 1980 environ), les estimations de la superficie brûlée étaient potentiellement biaisées, en raison d’incendies non observés ou mal cartographiés et de méthodologies incohérentes. Les grands incendies représentent environ 99 % de la superficie totale brûlée. La figure 9.15 montre la superficie brûlée par les grands incendies et leur nombre au Canada de 1959 à 2023. La tendance linéaire pour la superficie brûlée indique une augmentation moyenne de près de 30 000 hectares par an au cours de cette période.

L’occurrence d’un incendie dépend de trois facteurs : la disponibilité et le type de combustible, la sécheresse du combustible (qui dépend des conditions météorologiques) et la présence d’une source d’inflammation. La gravité et la propagation des incendies dépendent du combustible, des conditions météorologiques et de la topographie (Coogan et al., 2021). Les conditions météorologiques sont le facteur dominant qui détermine la superficie brûlée par les feux de forêt et son évolution d’une année à l’autre. Par exemple, l’augmentation de la superficie brûlée par les feux de forêt au Canada serait principalement due à une augmentation des températures pendant la saison des feux (mai-octobre) et à une diminution de l’humidité atmosphérique (Gillett et al., 2004; Parisien et al., 2011). Étant donné que la température mondiale augmente avec la hausse des émissions anthropiques de CO₂, on s’attend à ce que cette tendance se poursuive (Boulanger et al., 2018; Girardin et Mudelsee, 2008; X. Wang et al., 2022).

Les charges combustibles sont l’un des trois principaux facteurs à l’origine des feux de forêt, et la gestion des combustibles constitue un levier potentiellement essentiel pour atténuer les effets des feux de forêt. La gestion des combustibles dans le but de réduire les risques de feux de forêt n’est pas évaluée dans ce chapitre; toutefois, elle est abordée ici dans le contexte de l’intendance des Autochtones en matière de feux de forêt. Le brûlage culturel, pratiqué par les peuples autochtones depuis des millénaires, a été utilisé pour soutenir la biodiversité et la résilience des forêts, et pour préserver les zones de plantes médicinales et les habitats de chasse (Hoffman et al., 2022; Parcs Canada, 2025). Cependant, au cours du siècle dernier, la suppression des incendies, y compris l’interdiction des brûlages culturels, a été appliquée presque partout en Amérique du Nord (Parks et al., 2025), y compris dans les parcs nationaux du Canada (Parcs Canada, 2025). La prolongation des activités de suppression des incendies peut entraîner une accumulation de combustible et une plus grande vulnérabilité aux maladies, aux ravageurs et aux incendies de gravité élevée (Kreider et al., 2024). Aujourd’hui, des pratiques de gestion des combustibles, telles que les brûlages dirigés, sont utilisées par Parcs Canada et les services provinciaux de lutte contre les incendies afin de réduire les risques et l’intensité des feux de forêt (Ministère des Richesses naturelles et des Forêts de l’Ontario, 2017; Parcs Canada, 2025). Les pratiques modernes de gestion des combustibles visent principalement à réduire les charges combustibles, mais elles diffèrent des pratiques autochtones en termes de calendrier, de fréquence et de contexte culturel. Malgré la vulnérabilité particulière des communautés autochtones aux feux de forêt de grande ampleur et d’intensité élevée qui se produisent principalement dans les régions forestières éloignées, l’intendance autochtone du feu au Canada se heurte à des obstacles importants (Hoffman et al., 2022). L’étude de cas 9.1 présente un exemple d’efforts visant à revitaliser l’intendance autochtone du feu au Canada.

La variabilité interannuelle de la superficie brûlée est influencée par la variabilité du climat et des sources d’inflammation, y compris l’activité humaine et la foudre (Beverly et al., 2011; Macias Fauria et Johnson, 2006). Au Canada, le nombre d’incendies d’origine humaine a diminué, tandis que la proportion d’incendies causés par la foudre a augmenté (Hanes et al., 2019). Il convient de noter que les incendies causés par la foudre sont responsables de plus de 90 % de la superficie brûlée au cours de l’histoire (Coogan et al., 2021; Hanes et al., 2019). Des observations récentes montrent que l’ouest et le nord du Canada ont connu une augmentation de l’activité de la foudre au cours des deux dernières décennies, tandis que l’est du Canada a connu une diminution de cette activité (Kochtubajda et Burrows, 2020).

Faits saillants de la figure : Les incendies de forêt constituent une perturbation importante et croissante des écosystèmes dans la majeure partie du Canada.

Titre de la figure : Superficie brûlée et nombre de grands incendies de forêt au Canada de 1959 à 2023

Figure 9.15 : Graphique illustrant la superficie brûlée par les grands incendies (en millions d’hectares) et le nombre de grands incendies, d’après les données de la Base nationale de données sur les feux de forêt (BNDFFC) pour la période 1959-2023. Les grands incendies sont définis comme ceux qui brûlent plus de 200 ha. La tendance linéaire de la superficie brûlée a été estimée à l’aide de l’approche de Kendall-Mann (F. Source des données : Ressources naturelles Canada (2025).

Une fraction substantielle (~90 %) des émissions directes provenant de la combustion de la végétation et des matières organiques dans les sols se présente sous forme de CO₂. Les incendies émettent également du carbone sous forme de monoxyde de carbone, CO (~5-10 %), et de méthane (< 1 %), ainsi que des particules de carbone noir et de carbone organique. Les feux de forêt émettent également du CO₂ de manière indirecte, en détruisant la végétation qui se décompose par la suite, et en modifiant les conditions de surface, ce qui entraîne une augmentation du dégel du pergélisol (Cao et Furuya, 2024; S. L. Smith et al., 2015). Après un incendie, la zone touchée émet du CO₂ dans l’atmosphère à mesure que la végétation morte se décompose. Cependant, avec le temps, la zone touchée par l’incendie se transforme généralement en puits de carbone, car la végétation repousse et commence à absorber le carbone de l’atmosphère. La quantité de carbone émise et l’absorption subséquente par l’atmosphère sont très variables et dépendent, entre autres, de la gravité et de la fréquence des incendies, du climat et des caractéristiques de la végétation (Goetz et al., 2012). Les émissions directes de CO₂ provenant des incendies au Canada entre 1985 et 2022 ont été estimées à 88 Mt CO₂/an (± 62 Mt CO₂/an) en moyenne (Curasi et al., 2024). La superficie moyenne brûlée au cours de la période 1986-2022 était de 2,1 Mha par an (Skakun et al., 2022). Il convient de noter que la saison des feux de 2023 au Canada a entraîné une superficie brûlée élevée, plus de huit fois supérieure à la moyenne (chapitre 8, encadré 8.4). Les émissions estimées des feux de forêt en 2023 au Canada varient de 700 Mt CO₂ (Kirchmeier-Young et al., 2024) à 2370 Mt CO₂ (Byrne et al., 2024). Ces estimations sont supérieures aux émissions combinées de tous les autres secteurs anthropiques au Canada pour l’année 2023 (694 Mt d’éq. CO₂).

Les projections relatives à la superficie brûlée par les feux de forêt au Canada reposent sur un large éventail d’approches. Ces approches vont de méthodes simples, fondées sur la régression, qui tentent de projeter les changements en fonction de relations statistiques entre la superficie brûlée et les indices forêt-météo, à des simulations de modèles plus complexes, fondées sur les processus. Quelle que soit l’approche utilisée, la plupart des projections estiment une augmentation substantielle de la superficie brûlée dans les scénarios d’émissions élevées et très élevées (SSP3-7.0 et SSP5-8.5, respectivement), car la superficie brûlée est étroitement liée aux conditions climatiques (Boulanger et al., 2014, 2017, 2018; Curasi et al., 2024; M. D. Flannigan et al., 2005; Wotton et al., 2010).

À titre d’exemple, à l’aide d’un modèle fondé sur les processus, Curasi et al. (2024) ont réalisé une projection de la superficie brûlée au Canada selon trois scénarios d’émissions. Ils ont calculé que, par rapport à la superficie brûlée annuellement au cours de la période historique (1998-2014 : 2,67 ± 0,70 Mha [moyenne et intervalle de confiance à 95 %]), la superficie brûlée annuellement pendant la période 2081-2100 passerait à 10,32 Mha (± 3,92 Mha) et 11,68 Mha (± 4,60 Mha) dans les scénarios d’émissions élevées et très élevées (SSP3-7.0 et SSP5-8.5), respectivement. Toutefois, dans le scénario à faibles émissions (SSP1-2.6), bien que la superficie brûlée devrait augmenter pour atteindre 3,91 Mha (± 1,12 Mha) au cours de la même période (2081-2100), elle n’est pas statistiquement différente de la superficie brûlée simulée pour la période historique choisie (1998-2014). Cela indique que, si le réchauffement planétaire reste inférieur à 2 °C à l’échelle mondiale (c’est-à-dire le scénario d’émissions SSP1‑2.6), la superficie brûlée au Canada devrait être similaire à celle observée au début du XXI^e siècle (Curasi et al., 2024). Une autre étude, utilisant une approche basée sur la régression qui tient compte de la taille des incendies et du nombre de jours pendant lesquels ils peuvent se propager (X. Wang et al., 2020), a estimé que la superficie brûlée au Canada au cours d’une année moyenne augmentera pour atteindre environ 11 Mha d’ici la fin du XXI^e siècle selon le scénario d’émissions élevées (SSP5-8.5), ce qui correspond à l’estimation de Curasi et al. (2024).

Les changements dans l’activité future de la foudre sont importants, en raison du rôle de la foudre dans le déclenchement des incendies, des emplacements souvent éloignés des incendies causés par la foudre et du nombre d’incendies qui peuvent être déclenchés par la foudre en peu de temps (Janssen et al., 2023; Veraverbeke et al., 2017). Certaines projections indiquent une augmentation de l’activité de la foudre au-dessus du Canada dans les scénarios d’émissions élevées et très élevées (SSP3-7.0 et SSP5‑8.5, respectivement) (Y. Chen et al., 2021; Finney et al., 2018; Whaley et al., 2024). Cependant, l’ampleur et la répartition géographique du changement projeté sont élevées et incertaines, et l’activité de la foudre pourrait également diminuer dans certaines régions du Canada.

De plus, la saison des feux devrait s’allonger (chapitre 8, section 8.7.1) (M. Flannigan et al., 2009; Jain et al., 2017; Van Vliet et al., 2024; X. Wang et al., 2022), le nombre de jours pendant lesquels les incendies se propagent activement devrait augmenter (Jain et al., 2020; X. Wang et al., 2015, 2017), et le nombre d’incendies devrait également augmenter (X. Wang et al., 2022; Wotton et al., 2010), tout comme la taille moyenne des incendies (X. Wang et al., 2020, 2022). Comme la probabilité de phénomènes climatiques extrêmes liés aux incendies augmente avec le réchauffement (chapitre 8, section 8.7.1), on s’attend également à une augmentation concomitante du danger d’incendie et du comportement extrême des incendies (Jain et al., 2024; Kirchmeier-Young et al., 2024).

L’augmentation de la taille et de la fréquence des feux de forêt a des conséquences considérables sur la qualité de l’air et la santé humaine au Canada, ainsi que sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes forestiers boréaux. On s’attend à ce que des feux de forêt plus importants et plus fréquents modifient la composition des espèces, la répartition de l’âge des arbres dans la forêt, la production de bois, le renouvellement des nutriments et la vulnérabilité aux attaques d’insectes et d’agents pathogènes (Weber et Flannigan, 1997). Les tourbières seront également touchées par l’évolution rapide dans le régime des feux (section 9.5.1.3), car la forêt boréale canadienne est une région riche en tourbières (Tarnocai et al., 2011). Les tourbières vierges peuvent souvent récupérer le carbone perdu lors d’un incendie (en moyenne de 1 à 5 kg C/m₂) (Turetsky et al., 2011; Wilkinson et al., 2018) dans un délai relativement court (~10 à 30 ans) (Wieder et al., 2009), si l’intervalle entre les incendies est long. Cependant, si une tourbière a été drainée (dégradée), si les incendies deviennent trop fréquents en raison des changements climatiques ou si les incendies accélèrent le dégel du pergélisol (dans les tourbières à pergélisol), les incendies de tourbières peuvent entraîner d’importantes émissions de carbone (Gibson et al., 2018; Mickler et al., 2017) et réduire considérablement le potentiel de puits de carbone des tourbières à l’avenir (Wilkinson et al., 2023).

Dans l’ensemble, la superficie brûlée par les feux de forêt au Canada a augmenté de près de 30 000 ha par an depuis 1959 (figure 9.15), selon une tendance linéaire ajustée aux données annuelles sur les superficies brûlées, bien que les estimations d’avant l’ère des satellites puissent présenter moins de fiabilité. On s’attend à ce que cette tendance à la hausse, et l’augmentation des émissions de CO₂, d’autres gaz et de particules polluantes atmosphériques liées aux incendies qui en résulte, se poursuive, car la durée de la saison des feux au Canada devrait s’allonger.

9.5.2 : Océans

Un échange de CO₂ s’exerce entre l’atmosphère et la surface de l’océan. À l’échelle mondiale, l’océan stocke plus de CO₂ que tout autre composant du système terrestre qui échange directement du CO₂ avec l’atmosphère (figure 9.2; chapitre 7, section 7.7). L’océan a absorbé environ 25 % du CO₂ anthropique, ce qui a réduit le taux d’augmentation du CO₂ atmosphérique, mais a entraîné une acidification des océans (chapitre 7, section 7.7.1.1). L’ampleur et la direction du flux (vers l’océan ou hors de celui-ci) sont contrôlées par la différence entre la concentration de CO₂ dans l’atmosphère et dans la surface de l’océan. L’absorption de CO₂ par l’océan augmente à mesure que la concentration de CO₂ augmente dans l’atmosphère.

La température de l’eau et la croissance des plantes marines et du phytoplancton ont une incidence sur la quantité de CO₂ que l’océan peut absorber. Une plus grande quantité de CO₂ se dissout dans l’eau froide que dans l’eau chaude. Le phytoplancton marin absorbe le CO₂ au fur et à mesure de sa croissance, tout comme les écosystèmes côtiers végétalisés du Canada, qui comprennent les herbiers marins, les marais salés et les lits de varech (figure 9.16 a-c).

Faits saillants de la figure : Les écosystèmes côtiers végétalisés sont largement répartis le long du littoral canadien, et le carbone organique est stocké dans les sédiments végétalisés et non végétalisés.

Titre de la figure : Répartition des écosystèmes côtiers végétalisés et du carbone organique sédimentaire dans les eaux côtières canadiennes

Figure 9.16 : Cartes montrant la répartition des écosystèmes côtiers végétalisés au Canada et la densité du carbone organique (en kg de carbone par m³, ou kg C m^-3) dans les sédiments non végétalisés : a) herbiers marins (adapté de Murphy et al., 2021); b) marais salés (adapté de Rabinowitz et Andrews, 2022); c) varech; et d) densité du carbone organique dans les sédiments non végétalisés (adapté de Epstein et al., 2024).

Une partie du carbone absorbé par le phytoplancton et les plantes marines est stockée dans les sédiments au fond de l’océan, avec le carbone organique qui s’écoule dans l’océan depuis la terre ferme (figure 9.16 d). Le stockage du carbone organique dans les sédiments réduit la quantité de CO₂ qui demeure dans l’atmosphère (Volk et Hoffert, 1985). La concentration de carbone organique dans les sédiments varie selon les régions (figure 9.16 d), les concentrations les plus élevées étant généralement associées à des particules sédimentaires plus fines (Duke, Richaud, et al., 2023). Les concentrations de carbone organique les plus élevées dans les sédiments canadiens se trouvent dans les régions côtières, telles que le détroit de Georgia et le golfe du Saint-Laurent (figure 9.16 d). Les flux air-mer de CO₂ dans les eaux territoriales du Canada sont importants, mais très variables, tant sur le plan spatial que temporel (au fil des saisons et lors d’événements météorologiques particuliers) (Ianson et Allen, 2002). Les concentrations de CO₂ dans les eaux de surface sont fortement influencées par les régimes de vent locaux et l’absorption biologique intermittente, en particulier près des côtes (par exemple, Duke, Hamme et al., 2023; Fennel et al., 2019; Jarníková et al., 2022).

La croissance du phytoplancton et la température de l’eau dans les océans canadiens présentent tous deux des cycles saisonniers marqués, qui entraînent des variations saisonnières du flux de carbone. Au printemps et au début de l’été, la lumière et les nutriments sont abondants. La productivité du phytoplancton est donc élevée et l’océan absorbe le CO₂ atmosphérique, même si les températures sont plus élevées à cette période de l’année (Fennel et al., 2019).

En revanche, en hiver, la productivité biologique dans l’océan est faible, mais les températures de l’eau sont également basses. Certaines régions côtières agissent comme une source de CO₂ pendant cette période, tandis que d’autres absorbent le CO₂ de l’atmosphère, agissant comme un puits (Fennel et al., 2019). Les cycles saisonniers sont encore amplifiés par la présence de glace de mer, en particulier dans l’Arctique canadien (section 9.5.2.3).

Dans le Pacifique, l’étroite bande d’océan située à l’intérieur de la zone économique exclusive (ZEE) du Canada est une source d’émissions de CO₂ dans l’atmosphère en hiver et un puits en été. La partie en haute mer de ces eaux est un puits plus important que la zone côtière, compensant ainsi la source côtière (Duke et al., 2024).

En résumé, les océans du Canada constituent un puits net de CO₂.

9.5.2.1 Sources et puits en haute mer

La haute mer qui se trouve à l’intérieur de la ZEE du Canada (dans la limite des 200 milles marins, soit environ 370 km) est généralement un puits de carbone net (Duke, Hamme, et al., 2023; Fennel et al., 2019) (chapitre 7, section 7.7.1.1.). Les eaux de surface se refroidissent de manière saisonnière, ce qui permet à davantage de CO₂ de pénétrer dans l’océan depuis l’atmosphère (Gruber et al., 2019). Dans l’Atlantique Nord, les eaux de surface refroidies deviennent suffisamment denses pour couler dans les profondeurs de l’océan (Hamme et al., 2019). Les particules organiques (provenant principalement du phytoplancton) s’enfoncent dans ces eaux profondes qui se déplacent de l’Atlantique Nord vers l’océan Austral, puis reviennent lentement vers le Pacifique Nord. Les particules se décomposent en cours de route, libérant du CO₂. En conséquence, les eaux profondes du Pacifique Nord ont une concentration en CO₂ beaucoup plus élevée que celles de l’Atlantique Nord (Emerson et Hamme, 2022; Gruber et al., 2019) (chapitre 7).

Cependant, l’eau de mer de la couche supérieure du nord-est de l’océan Pacifique est beaucoup plus douce que celle des autres grands bassins océaniques (par exemple, l’Atlantique Nord. L’eau de surface plus douce limite le mélange vertical (Gargett, 1991) et contribue à isoler les eaux sous-marines riches en carbone. Par conséquent, bien que les eaux profondes du Pacifique Nord soient riches en carbone, les eaux de surface ne le sont pas, et cette région, comme l’Atlantique Nord, semble être un puits net de CO₂ atmosphérique (Duke et al., 2024; Duke, Hamme, et al., 2023; Franco et al., 2021; Wong et al., 2010).

9.5.2.2 Sources et puits dans les eaux côtières

Contrairement à la haute mer, certaines eaux côtières proches du littoral agissent comme des sources nettes de carbone au cours d’une année (Bauer et al., 2013). Le Canada possède l’un des littoraux les plus longs au monde, et une grande partie de nos eaux côtières n’a pas été étudiée. Cependant, les zones côtières qui ont été étudiées (par exemple, la mer des Salish, la baie de Fundy, le golfe du Saint-Laurent, la baie d’Hudson et le plateau de Beaufort) sont des sources nettes de CO₂ dans l’atmosphère (Capelle et al., 2020; Duke et al., 2024; Duke, Richaud, et al., 2023).

Les régions côtières proches du littoral sont dynamiques et leurs concentrations en CO₂ très variables dans l’espace et dans le temps. Le mélange des marées expose les eaux de subsurface à l’atmosphère dans certaines régions et peut entraîner le transfert du CO₂ de l’océan vers l’atmosphère tout au long de l’année (Clarke Murray et al., 2015; Evans et al., 2012; Nemcek et al., 2008), tandis que d’autres zones côtières peuvent être des puits de carbone (Fennel et al., 2019).

Le carbone organique provenant à la fois de sources terrestres et océaniques (par exemple, le phytoplancton et les fragments de plantes terrestres) est enfoui dans les sédiments côtiers. Cet enfouissement entraîne une réduction du carbone dans l’atmosphère sur une échelle de temps allant de quelques années à des milliers d’années (par exemple, Johannessen, 2022).

Cependant, une partie du carbone organique présent dans les eaux côtières est décomposée par les organismes marins, libérant ainsi du CO₂ (par exemple, Capelle et al., 2020). L’apport de carbone provenant des terres via les rivières peut donc également faire des régions côtières une source nette de CO₂ (Fennel et al., 2019; Najjar et al., 2018). De plus, certaines eaux fluviales contiennent des concentrations élevées de CO₂ dissous (par exemple, Moore-Maley et al., 2018), de sorte que le dégazage peut se produire toute l’année dans certaines eaux côtières (Jarníková et al., 2022).

9.5.2.3 : Sources et puits dans l’océan Arctique

L’océan Arctique est physiquement et chimiquement complexe, en raison de la présence de glace de mer et des changements saisonniers spectaculaires de la lumière du jour aux latitudes élevées (Carmack et al., 2006, 2015). On observe à la fois une forte saisonnalité et une variabilité interannuelle importante, en particulier au printemps et à l’automne. Lorsque la lumière commence à revenir dans l’Arctique au printemps, des macroalgues poussent sur la surface inférieure de la glace et du phytoplancton se développe dans l’eau en dessous, ce qui absorbe le CO₂ de l’eau de mer, provoquant une accumulation d’eau de faible teneur en carbone sous la glace. Lorsque la glace fond au printemps, cela peut entraîner une forte absorption de carbone, bien que, dans certaines zones, les fissures dans la glace permettent l’échange de CO₂ tout au long de l’hiver, réduisant ainsi l’absorption au printemps (Steiner et al., 2013).

Pendant l’été, lorsque la majeure partie de la glace de mer a fondu, l’océan Arctique reçoit un apport important d’eau douce provenant du ruissellement terrestre, ainsi que de l’eau de fonte de la glace (par exemple, Déry et al., 2005; Macdonald et al., 1999). Cet afflux d’eau plus douce étant moins dense, il flotte donc au-dessus de l’eau de mer plus dense et plus salée. La différence de densité limite le mélange des eaux de surface, empêchant ainsi les eaux de subsurface riches en carbone d’échanger avec l’atmosphère. De plus, la croissance du phytoplancton est élevée à cette période, en partie grâce aux nutriments apportés par le ruissellement fluvial et l’érosion côtière (Terhaar et al., 2021; Zhang et al., 2024). La productivité élevée, l’eau froide et l’exportation de carbone organique vers les eaux profondes se combinent pour entraîner de faibles concentrations de CO₂ à la surface de l’océan en été (Cai et al., 2010; Steiner et al., 2014).

À l’automne, certaines zones de l’océan Arctique rejettent du CO₂ dans l’atmosphère. En hiver, la couverture de glace de mer (par exemple, Butterworth et Miller, 2016) réduit les échanges gazeux entre l’air et la mer et le dégazage potentiel du carbone absorbé pendant l’été (par exemple, Bates et Mathis, 2009).

La baie d’Hudson constitue une exception dans le contexte régional. Elle connaît un ruissellement élevé de carbone organique dissous provenant des terres, dont une grande partie est décomposée par des micro-organismes, ce qui libère du CO₂. Compte tenu des conditions environnementales qui règnent dans cette région (température, salinité, etc.), la décomposition du carbone organique provenant des terres fait de la baie d’Hudson une source, certes faible, de CO₂ dans l’atmosphère à certaines périodes de l’année (Ahmed et al., 2021; Capelle et al., 2020). Capelle et al. (2020) soulignent que les zones côtières du reste de l’océan Arctique reçoivent également une grande quantité de matière organique dissoute provenant des terres. Cependant, rien ne prouve encore que d’autres zones côtières de l’Arctique soient des sources nettes de CO₂ (Fennel et al., 2019).

Il n’existe pas de données à long terme sur les tendances des flux de CO₂ entre l’air et la mer pour le nord du Canada. Cependant, dans la mer du Labrador, le CO₂ dissous dans les eaux de surface a augmenté de 1,1 % (23 µmol [un millionième de mole] C/kg) entre 1996 et 2023, entraînant une augmentation de 17 % de l’acidité (baisse de 0,07 unité de pH) (chapitre 7, section 7.7.1.1) (Raimondi et al., 2021). Dans l’ensemble, l’océan Arctique canadien semble actuellement être un puits net de carbone (Bates et Mathis, 2009; Else et al., 2013; Fennel et al., 2019), même si un certain dégazage se produit à la fin de l’été dans certaines régions (Ahmed et al., 2021; Else et al., 2013). Cependant, la capacité de cette masse d’eau à continuer d’absorber le CO₂ atmosphérique est limitée (Cai et al., 2010; Steiner et al., 2013).

9.5.2.4 Tendances du cycle du carbone dans les océans canadiens

Nous ne disposons pas des données nécessaires pour évaluer la tendance de l’absorption du carbone dans l’ensemble des eaux côtières du Canada, mais nous disposons de certaines informations pour la côte ouest et le nord-est de l’océan Pacifique.

Dans la mer des Salish, une mer semi-fermée située sur la côte ouest, les concentrations de CO₂ sont principalement contrôlées par les échanges d’eau de mer avec la haute mer (Jarníková et al., 2022). La mer des Salish constitue une petite source de CO₂ dans l’atmosphère (Duke, Richaud, et al., 2023; Jarníková et al., 2022), mais l’intensité de cette source semble avoir légèrement diminué (d’environ 2 %) depuis l’ère préindustrielle (Jarníková et al., 2022).

Dans le nord-est de l’océan Pacifique, la quantité de carbone stockée dans les eaux de subsurface est devrait augmenter en raison de l’augmentation du CO₂ atmosphérique (Holdsworth et al., 2021). Plus loin au large, en haute mer, l’augmentation des concentrations de CO₂ dans les eaux de surface a été plus lente que l’augmentation des concentrations de CO₂ dans l’atmosphère ces dernières années (1998-2019) (Duke, Hamme, et al., 2023), ce qui a entraîné une absorption de carbone plus élevée.

Bien que l’océan Arctique soit actuellement un puits de carbone important, les modèles indiquent que sa capacité à absorber le CO₂ est limitée. L’étendue de la glace de mer a diminué depuis les années 1970 (Meier, 2017), en particulier à la fin de l’été et au début de l’automne. Les longues périodes d’eau libre en automne permettent au vent et aux vagues de mélanger les eaux riches en carbone des profondeurs jusqu’à la surface, ce qui pourrait transformer l’Arctique canadien en une source saisonnière de CO₂ à l’avenir (Steiner et al., 2013).

Les informations limitées actuellement disponibles suggèrent que les océans du Canada resteront en moyenne un puits de carbone à l’avenir, tant que le CO₂ atmosphérique continuera d’augmenter. Cependant, on s’attend à un passage saisonnier à une source dans certaines régions, et le taux global d’absorption devrait ralentir en raison de l’acidification des océans (chapitre 7, section 7.7.2).

9.5.3 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 9.9 : Au Canada, le carbone présent dans les océans est principalement stocké dans l’eau de mer et les sédiments marins. Sur terre, la quasi-totalité (environ 95 %) du carbone est stockée dans les sols, y compris le pergélisol et les tourbières, le reste (environ 5 %) étant stocké dans la végétation (degré de confiance très élevé).

Message clé 9.10 : Depuis la dernière période glaciaire, la masse terrestre du Canada a absorbé une quantité nette de carbone. À l’heure actuelle (2000-2019), les terres continuent d’être un puits de carbone (degré de confiance moyen). Cependant, des phénomènes extrêmes comme la saison des feux de 2023 peuvent transformer les terres en une source temporaire de carbone (faible degré de confiance). À l’avenir, on s’attend à une augmentation tant de l’absorption de carbone due à la croissance accrue de la végétation (degré de confiance moyen) que des émissions de carbone provenant du dégel du pergélisol, des feux de forêt et d’autres perturbations (degré de confiance élevé). Cependant, leur effet net sur le bilan carbone des écosystèmes terrestres du Canada reste incertain.

Message clé 9.11 : La superficie forestière annuelle brûlée par les incendies au Canada a augmenté depuis le début des années 1980 (degré de confiance moyen). On prévoit que la superficie brûlée augmentera davantage à mesure que le climat continuera de se réchauffer (degré de confiance élevé).

Message clé 9.12 : En moyenne, les océans du Canada (à l’intérieur de la zone économique exclusive) absorbent du dioxyde de carbone (CO₂) (degré de confiance moyen), bien que certaines zones côtières émettent du CO₂ (faible degré de confiance). Dans l’ensemble, les océans du Canada continueront d’absorber le CO₂ tant que les concentrations atmosphériques de CO₂ continueront d’augmenter (degré de confiance moyen).

La première phrase du message clé 9.9 n’est pas associée à une déclaration de confiance, car il s’agit d’un fait avéré. La deuxième phrase du message clé 9.9 est associé à un degré de confiance très élevé. Sur terre, le degré de confiance très élevé à l’égard dans la répartition générale du carbone entre les sols et la végétation vivante provient du grand nombre d’observations sur le terrain des sols et de la végétation et de la bonne couverture spatiale qu’elles fournissent (Domke et al., 2018; Lajtha et al., 2018; Sothe et al., 2022). Nous avons un degré de confiance moins élevé à l’égard de la détermination précise de la quantité de carbone présente dans les sols, en particulier à des profondeurs supérieures à 1 m, car de nombreuses observations du carbone dans les sols ne se font pas suffisamment en profondeur pour quantifier entièrement le carbone qui y est stocké (Sothe et al., 2022). Toute tentative de quantification de la quantité de carbone dans la végétation et les sols au Canada dans son ensemble nécessite une forme de modélisation ou d’extrapolation à partir de mesures ponctuelles. La modélisation et l’extrapolation comportent toutes deux des incertitudes, mais la répartition du carbone terrestre entre la végétation et les sols à l’échelle du Canada est associée à un degré de confiance très élevé.

L’absorption nette historique de carbone par les terres au Canada est un fait bien établi. Cette accumulation nette de carbone s’explique par le fait qu’une grande partie du Canada était recouverte de glaciers pendant la dernière période glaciaire. La glaciation a emporté une grande partie du sol et de la végétation, laissant un paysage relativement aride après le recul des glaciers. Dans ces régions, le carbone actuellement stocké dans la végétation et les sols est le résultat de l’absorption de carbone au cours des quelque 15 000 dernières années, pendant le développement de l’écosystème postglaciaire. Le puits de CO₂ terrestre actuel est plus difficile à quantifier, car son estimation repose sur une combinaison d’observations et d’efforts de modélisation. La plupart des modèles, qu’ils utilisent une approche descendante ou ascendante, indiquent systématiquement l’existence d’un puits, bien qu’avec des intensités estimées différentes, ce qui donne un degré de confiance moyen quant à la persistance du puits historique. Dans le message clé 9.10, le faible degré de confiance est attribuable à la possibilité que des phénomènes extrêmes survenant au cours d’une année donnée transforment le paysage canadien en une source de carbone à court terme. Ce faible degré de confiance découle des difficultés à quantifier le carbone libéré à la suite des perturbations et des incertitudes liées à l’estimation des flux de carbone post-perturbation pour les écosystèmes terrestres. Par exemple, les estimations des émissions de carbone provenant des feux de forêt au Canada en 2023 se situent dans une fourchette allant de 700 Mt CO₂ (Kirchmeier-Young et al., 2024) à 2370 Mt CO₂ (Byrne et al., 2024). Il existe un degré de confiance moyen que la productivité végétale augmentera à l’avenir en raison de l’effet de fertilisation par le CO₂ et des températures plus chaudes qui favorisent la croissance végétale dans les écosystèmes des hautes latitudes où la température est limitante. Il existe un degré de confiance élevé que les pertes de carbone associées au dégel du pergélisol et aux feux de forêt augmenteront à l’avenir. Par conséquent, l’avenir du puits de carbone terrestre du Canada reste incertain. De nombreux processus considérés comme importants (par exemple, le dégel abrupt du pergélisol, les feux de forêt, la dynamique des tourbières et les dommages causés par les insectes) sont mal représentés, voire pas du tout, dans les modèles de pointe actuels, en raison d’une compréhension incomplète des processus en cause ou du manque de données d’observation appropriées pour contraindre les modèles.

La qualité des données sur les superficies brûlées a évolué au fil du temps. Les données sur les incendies datant d’avant l’ère des satellites (avant 1980 environ) peuvent contenir des biais, en raison d’incendies non observés, d’étendues d’incendies mal cartographiés et de méthodologies incohérentes. Les possibles biais dans les données sur les incendies se traduisent par un degré de confiance moyen dans le message clé 9.11, dans le contexte de la tendance historique des superficies brûlées. Les simulations des modèles sont cohérentes dans leurs projections des paramètres relatifs aux incendies. Étant donné que la relation entre le climat et le comportement des incendies est bien établie, il existe un degré de confiance élevé que, dans le futur, la superficie annuelle moyenne brûlée augmentera.

La première partie de la première phrase du message clé 9.12 est associée à un degré de confiance moyen. Les modèles et les observations limitées indiquent que les océans du Canada constituent globalement un puits de carbone net (Duke, Richaud et al., 2023; Fennel et al., 2019). Cependant, les variations régionales et saisonnières du flux net de CO₂ entre l’atmosphère et les océans ne sont pas bien documentées pour de nombreuses régions, et le flux global dans les eaux nationales du Canada est entouré d’une incertitude considérable (Duke, Richaud et al., 2023). Les zones côtières peuvent être des sources de CO₂ dans l’atmosphère, en grande partie à cause de la décomposition du carbone organique qui est emporté vers les eaux côtières depuis les terres (Capelle et al., 2020); toutefois, seules quelques zones côtières canadiennes ont été étudiées en détail, ce qui explique le faible degré de confiance associé à cette partie. À l’échelle mondiale, si le CO₂ atmosphérique continue d’augmenter, l’océan continuera d’absorber du CO₂, car le flux est déterminé par la différence entre les concentrations dans l’atmosphère et à la surface de l’océan. Les modèles montrent que la partie en haute mer de la ZEE canadienne continuera d’absorber du CO₂ (Holdsworth et al., 2021) et que l’absorption pourrait même s’accélérer dans certaines zones (Duke, Hamme, et al., 2023). La combinaison des résultats obtenus en haute mer et de l’incertitude concernant les flux dans les zones côtières se traduit par un degré de confiance moyen à l’égard de la dernière phrase du message clé 9.12.

9.6 : Approches fondées sur la nature pour atténuer les changements climatiques

Message clé 9.13 : Les solutions climatiques fondées sur la nature (SCFN) jouent un rôle complémentaire plutôt que central dans l’atteinte des objectifs d’atténuation des changements climatiques (degré de confiance très élevé).

Message clé 9.14 : Au Canada, la protection des stocks de carbone naturel existants d’origine naturelle et la réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) résultant de l’expansion des puits de carbone d’origine naturelle devraient atteindre jusqu’à 78 Mt d’éq. CO₂/an (unités d’équivalent CO₂ par an) après 10 ans de mise en œuvre (faible degré de confiance).

Le climat se réchauffe en raison des émissions anthropiques de gaz à effet de serre (GES) provenant de la combustion de combustibles fossiles et des changements d’affectation des terres (section 9.3). Lorsque les émissions anthropiques de GES à longue durée de vie, tels que le dioxyde de carbone (CO₂), atteindront la carboneutralité et que les émissions de GES à courte durée de vie seront fortement réduites, la température mondiale se stabilisera (Matthews et Caldeira, 2008) (section 9.4). Cependant, une grande partie de l’excès de CO₂ restera dans l’atmosphère pendant des milliers, voire des centaines de milliers d’années (Archer et al., 2009).

Lorsqu’elle s’accompagne d’une réduction des émissions anthropiques de CO₂, l’élimination du dioxyde de carbone (EDC) offre potentiellement une option pour réduire la concentration atmosphérique de CO₂. L’EDC désigne les interventions humaines délibérées visant à extraire le CO₂ de l’atmosphère. L’EDC n’est pas une solution de rechange à la réduction des émissions. Il permet plutôt de compenser les émissions résiduelles difficiles à atténuer, ou éventuellement d’atteindre des émissions nettes négatives afin de réduire la température mondiale, dans le cas où l’objectif de température maximale mondiale serait dépassé. Les méthodes d’EDC peuvent être classées en deux catégories : les méthodes fondées sur la nature et les méthodes technologiques (S. M. Smith et al., 2024). Les méthodes technologiques d’EDC comprennent des interventions à grande échelle, telles que le captage et le stockage direct du carbone atmosphérique ou l’alcalinisation à grande échelle des océans (S. M. Smith et al., 2024). Les méthodes d’EDC fondées sur la nature visent à améliorer le stockage du carbone organique dans les écosystèmes terrestres et océaniques (Conseil des Académies Canadiennes, 2022).

Les solutions climatiques fondées sur la nature (SCFN) désignent à la fois l’EDC fondée sur la nature et la protection des stocks de carbone existants dans les écosystèmes. L’utilisation des SCFN pour réduire ou compenser les émissions anthropiques a suscité un intérêt considérable de la part du public. La présente section évalue le peu de littérature disponible qui quantifie le potentiel d’atténuation des changements climatiques des SCFN au Canada, grâce à la protection des écosystèmes et à l’amélioration de l’absorption du CO₂ de l’atmosphère. L’objectif est de situer les SCFN dans le contexte des émissions anthropiques de gaz à effet de serre et des objectifs de réduction des émissions du Canada. Les avantages connexes et les compromis associés aux différentes SCFN sont reconnus, mais ne sont pas évalués en détail. La mise en œuvre et la faisabilité des SCFN dépendent des écosystèmes régionaux, des lois locales, des règlements municipaux, de l’acceptation par la communauté et d’autres facteurs propres à l’emplacement. L’évaluation régionale des SCFN à la lumière de ces considérations dépasse le cadre de la présente évaluation. Les méthodes technologiques d’EDC ont été évaluées de manière exhaustive ailleurs (GIEC, 2022a; Minx et al., 2018; S. M. Smith et al., 2024) et ne sont pas abordées plus en détail dans le présent rapport.

9.6.1 : Solutions climatiques fondées sur la nature comme méthodes d’élimination du dioxyde de carbone

Il existe une certaine confusion quant au rôle du stockage du carbone par les écosystèmes dans l’atténuation des changements climatiques. Les méthodes qui protègent les stocks de carbone existants des écosystèmes sont souvent présentées comme interchangeables avec celles qui améliorent l’élimination du CO₂ de l’atmosphère. La protection des stocks existants contribue à éviter des émissions supplémentaires futures qui auraient pu résulter de la dégradation ou de la perte des écosystèmes. Cependant, la protection n’est pas considérée comme une forme d’EDC, car elle n’augmente pas l’élimination du CO₂ atmosphérique par rapport aux conditions actuelles.

Pour utiliser les SCFN à des fins d’élimination du CO₂, il faut augmenter l’absorption du CO₂ grâce à la restauration ou à l’amélioration des écosystèmes naturels. Parmi les exemples de ce type de SCFN, on peut citer la restauration ou l’expansion des forêts et des écosystèmes côtiers végétalisés, ainsi que la modification des pratiques d’aménagement dans les forêts, les terres cultivées, les prairies, les milieux humides et les écosystèmes côtiers aménagés.

Compte tenu des échelles temporelles associées aux processus biologiques, les SCFN peuvent permettre le stockage du carbone sur une période de plusieurs décennies, voire plusieurs siècles, avant que ce carbone ne soit rejeté dans l’atmosphère par décomposition et d’autres processus naturels. Le potentiel de stockage du carbone offert par les SCFN est limité, car la plupart des écosystèmes naturels, tels que les forêts et les prairies, ne continuent pas à absorber du CO₂ indéfiniment. Ces écosystèmes ont tendance à devenir neutres en carbone une fois qu’ils ont atteint leur maturité (Bai et Cotrufo, 2022; Minx et al., 2018; P. Smith, 2014), tant que les conditions environnementales restent relativement stables et qu’aucune perturbation importante ne se produit (McGrath et al., 2024; Turner et al., 2015).

Les perturbations bousculent l’équilibre carbone des écosystèmes en libérant le carbone stocké dans l’atmosphère. Par exemple, le rejet de carbone par les feux de forêt et les infestations d’insectes peut annuler l’augmentation de l’absorption de carbone résultant des efforts de boisement et de reboisement (section 9.5.1). De même, les vagues de chaleur marines peuvent entraîner la libération du carbone stocké dans les écosystèmes côtiers végétalisés (Arias-Ortiz et al., 2018). La fréquence de ces perturbations et les conditions qui les favorisent augmentent avec les changements climatiques au Canada (chapitre 8).

En outre, certaines SCFN pourraient entrer en concurrence les unes avec les autres pour l’utilisation des mêmes terres (par exemple, l’expansion des forêts par rapport à l’expansion des terres cultivées pour le stockage du carbone dans le sol), ce qui rendrait impossible la réalisation du plein potentiel de toutes les méthodes combinées (Conseil des Académies Canadiennes, 2022). Les SCFN sont également en concurrence avec d’autres exigences en matière d’utilisation des terres. Par exemple, la mise en œuvre du reboisement et de la restauration du couvert forestier peut être limitée à l’échelle régionale en raison de divers facteurs, notamment la demande agricole, le développement des infrastructures et les industries extractives (Conseil des Académies Canadiennes, 2022).

Comme d’autres méthodes d’élimination du CO₂, les SCFN comportent également certains risques et compromis (Cobo et al., 2022). Par exemple, le boisement pourrait supplanter l’agriculture (Conseil des Académies Canadiennes, 2022). Le boisement modifie également la réflectivité de la surface terrestre, la rendant plus sombre que les prairies ou les sols nus, ce qui fait que la terre absorbe un rayonnement solaire supplémentaire qui, autrement, aurait été réfléchi vers l’espace (Arora et Montenegro, 2011). Par conséquent, dans les pays situés à des latitudes élevées, comme le Canada, l’effet net du boisement est un léger réchauffement du climat local (section 9.5.1.5). La restauration des milieux humides et d’autres écosystèmes peut augmenter les émissions de GES autres que le CO₂, tels que le méthane et l’oxyde nitreux; une évaluation complète de l’effet de la restauration des milieux humides sur le climat nécessite la prise en compte de ces émissions (Rosentreter et al., 2021; Zickfeld et al., 2023).

Le potentiel mondial de stockage de carbone des méthodes d’atténuation terrestres n’est pas clair. Certains auteurs ont estimé que les SCFN pourraient réduire les émissions anthropiques nettes de 14 à 26 % (Roe et al., 2021; Strassburg et al., 2020). Cependant, d’autres considèrent ces estimations comme trop élevées, en raison d’hypothèses trop optimistes concernant la disponibilité des terres et des limites dans la qualité des données sous-jacentes (Doelman et Stehfest, 2022; Reise et al., 2021). Surestimer le rôle de la restauration des écosystèmes pourrait nuire aux efforts d’atténuation et détourner l’attention de la tâche principale qui consiste à réduire les émissions anthropiques de GES (Doelman et Stehfest, 2022). Si les solutions de réduction des émissions basées sur la nature peuvent contribuer à atténuer les émissions anthropiques de GES, les objectifs mondiaux d’atténuation des changements climatiques ne pourront être atteints que grâce à une action mondiale coordonnée visant à réduire de manière significative et durable les émissions de combustibles fossiles et à atteindre la carboneutralité (GIEC, 2021, 2022c, 2023). Le rôle des SCFN est complémentaire plutôt que central dans la réalisation des objectifs mondiaux d’atténuation des changements climatiques (Anderson et al., 2019; Ellis et al., 2024; Seddon et al., 2020, 2021).

9.6.2 : Solutions climatiques fondées sur la nature au Canada

Le potentiel d’atténuation des SCFN au Canada est très incertain, en raison du nombre limité d’études réalisées. Une étude (Drever et al., 2021) a estimé que la protection des stocks de carbone existants dans les écosystèmes canadiens sur une période de 10 ans pourrait avoir une incidence sur les émissions futures de jusqu’à 78 mégatonnes d’équivalent dioxyde de carbone par an (Mt d’éq. CO₂/an), grâce à une combinaison d’effets. Plus précisément, les SCFN pourraient éliminer 3,9 Mt d’éq. CO₂/an de l’atmosphère, prévenir 30 Mt d’éq. CO₂/an d’émissions futures en protégeant les écosystèmes existants et améliorer l’aménagement forestier et agricole afin d’atteindre un total de 44,3 Mt d’éq. CO₂/an grâce à une combinaison d’émissions évitées et d’EDC. Ensemble, ces trois éléments totalisent 78 Mt d’éq. CO₂/an, bien qu’ils aient des effets différents sur le CO₂ atmosphérique, comme il a été expliqué ci‑dessus. Pour mettre en contexte le potentiel d’atténuation des SCFN, les émissions anthropiques totales du Canada s’élevaient à 694 Mt d’éq. CO₂/an en 2023 (section 9.5.1), et le Canada s’est engagé à réduire ses émissions annuelles de 45 à 50 % par rapport au niveau de 2005 (759 Mt d’éq. CO₂) (ECCC, 2025) d’ici 2035, soit de 380 à 417 Mt d’éq. CO₂/an (ECCC, 2024).

Une estimation plus optimiste du potentiel des SCFN au Canada — 400 Mt d’éq. CO₂/an selon Roe et al. (2021) — est considérée comme nettement exagérée (plus de 10 fois trop élevée) (Conseil des Académies Canadiennes, 2022). Cela concorde avec les commentaires de (Doelman et Stehfest, 2022) et de (Reise et al., 2021) sur les estimations mondiales fournies dans la même étude (Roe et al., 2021). Pour le Canada, les estimations du potentiel d’atténuation fournies par (Drever et al., 2021) sont considérées comme plus crédibles et constituent une situation de référence utile pour les décideurs politiques (Conseil des Académies Canadiennes, 2022). Les estimations de Drever et al. (2021) sont basées sur une série d’approches visant à préserver les réserves de carbone (notamment en empêchant la conversion des prairies en terres cultivées et la conversion des forêts en terres agricoles) et à améliorer l’absorption du carbone (notamment grâce à une meilleur aménagement et à une meilleure restauration des forêts). Ces auteurs ont également examiné la rentabilité des SCFN, en tenant compte des investissements en ressources nécessaires pour chaque tonne d’éq. CO₂ retirée de l’atmosphère.

À court terme (d’ici 2030), les SCFN semblent avoir le plus grand potentiel d’atténuation des changements climatiques au Canada grâce à des mesures ciblant les terres agricoles, suivies des milieux humides, des prairies et des forêts; à moyen terme (d’ici 2050), les mesures ciblant les forêts semblent avoir le plus grand potentiel (Drever et al., 2021). Les estimations du potentiel de réduction des émissions de CO₂ sont grandement incertaines, car elles sont basées sur un nombre limité d’études et les calculs reposent largement sur des hypothèses concernant les décisions futures du Canada en matière d’utilisation des terres.

Au Canada, les stocks de carbone des écosystèmes se trouvent sur le territoire traditionnel des peuples autochtones. Dès lors, la mise en œuvre des SCFN au pays dépend fortement de la participation des communautés autochtones et de la coordination avec les efforts continus de gestion des terres et des ressources menés par les Autochtones (Conseil des Académies Canadiennes, 2022). Une analyse des documents canadiens relatifs aux politiques, à la planification et à la science climatiques a conclu que les discussions sur les SCFN doivent reconnaître le rôle central des perspectives autochtones dans la mise en œuvre significative des SCFN (Reed et al., 2022).

Malgré le potentiel relativement faible des SCFN en matière d’atténuation des changements climatiques, elles offrent d’importants avantages écologiques et socio-économiques, notamment en contribuant à l’adaptation aux changements climatiques (Molnar et al., 2021). Par exemple, les herbiers marins et les marais salés permettent de contrôler les inondations côtières, d’assurer la sécurité alimentaire et d’offrir des possibilités d’écotourisme, tout en constituant un habitat essentiel pour les invertébrés, les poissons juvéniles et les oiseaux marins (Hejnowicz et al., 2015). L’utilisation des SCFN dans les écosystèmes terrestres peut améliorer la qualité de l’air, du sol et de l’eau, augmenter la croissance des cultures, offrir une protection contre l’érosion des sols, réduire les effets des îlots de chaleur urbains et préserver la biodiversité (Adams et al., 2013; Cook-Patton et al., 2021). De plus, la protection des écosystèmes peut améliorer leur résilience face aux perturbations. Par exemple, les tourbières intactes sont mieux à même de résister à des incendies graves et donc de préserver leurs réserves de carbone (section 9.5.1.3) (Kuntzemann et al., 2023; Wilkinson et al., 2023).

Pour une analyse plus détaillée du potentiel des SCFN au Canada, voir le rapport complet du Conseil des académies canadiennes (Conseil des Académies Canadiennes, 2022).

9.6.3 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 9.13 : Les solutions climatiques fondées sur la nature (SCFN) jouent un rôle complémentaire plutôt que central dans l’atteinte des objectifs d’atténuation des changements climatiques (degré de confiance très élevé).

Message clé 9.14 : Au Canada, la protection des stocks de carbone naturel existants d’origine naturelle et la réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) résultant de l’expansion des puits de carbone d’origine naturelle devraient atteindre jusqu’à 78 Mt d’éq. CO₂/an (unités d’équivalent CO₂ par an) après 10 ans de mise en œuvre (faible degré de confiance).

Il existe un degré de confiance élevé à l’égard du message clé 9.13, à savoir que même si les SCFN peuvent être une composante des stratégies d’atténuation des changements climatiques, elles ne se suffisent pas à elles seules. Les rapports du GIEC ont toujours indiqué que pour limiter le réchauffement planétaire à 1,5 °C et à 2 °C, il faudra réduire de manière profonde, rapide et durable les émissions de GES, et que pour limiter le réchauffement planétaire à quelque niveau que ce soit, il faudra atteindre la carboneutralité pour les GES à longue durée de vie et réduire les émissions de GES à courte durée de vie (GIEC, 2021, 2022c, 2023). Ces exigences pour limiter le réchauffement planétaire sont examinées en détail dans la section 9.4. Le message clé 9.13 est également étayé par des études scientifiques qui se concentrent explicitement sur le rôle des SCFN dans la réalisation des objectifs d’atténuation des changements climatiques (Anderson et al., 2019; Ellis et al., 2024; Seddon et al., 2020, 2021). Ces études mettent en garde sur le fait que les avantages des SCFN ne diminuent en rien la nécessité impérative d’atténuer les changements climatiques en réduisant les émissions des secteurs de l’énergie et de l’industrie (Anderson et al., 2019) et que les SCFN ne doivent pas détourner l’attention de la nécessité urgente de décarboner rapidement notre économie (Seddon et al., 2020), ni la freiner.

Le message clé 9.14 est associé à un faible degré de confiance en raison du nombre limité d’études propres au Canada sur lesquelles le potentiel d’atténuation des SCFN peut s’appuyer. Le rapport complet du Conseil des académies canadiennes (Conseil des Académies Canadiennes, 2022) arrive à une conclusion similaire : les estimations nationales du potentiel d’atténuation des SCFN au Canada sont basées sur des données probantes limitées et restent hautement incertaines.

Foire aux questions

FAQ 9.1 Comment la température mondiale réagit-elle à l’augmentation, à la diminution et à la carboneutralité des émissions de dioxyde de carbone?

La température mondiale augmentera plus rapidement avec l’augmentation des émissions, à un rythme constant avec des émissions constantes, et à un rythme plus lent avec la diminution des émissions. La température mondiale se stabilisera approximativement une fois que les émissions auront atteint la carboneutralité. Ce concept est illustré dans à la figure 1 de la FAQ 9.1.

Faits saillants de la figure : La température mondiale se stabilisera lorsque les émissions anthropiques de dioxyde de carbone atteindront la carboneutralité.

Titre de la figure : Réaction de la température mondiale à différentes trajectoires d’émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂)

Figure 1 de la FAQ 9.1 : Graphiques illustrant a) différentes trajectoires pour les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) pendant le reste du XXI^e siècle (en gigatonnes de CO₂ par an, ou Gt CO₂/an) et b) la réponse illustrative de la température mondiale (en degrés Celsius) à ces trajectoires. Les exemples de trajectoires d’émissions possibles commencent par des émissions approximatives de 37 Gt CO₂ en 2020, comme le montre le graphique a). La carboneutralité est atteinte lorsque les émissions anthropiques de CO₂ sont compensées par l’élimination du CO₂ de l’atmosphère, et les émissions négatives se produisent lorsque les éliminations dépassent les émissions. Le changement de température mondiale d’environ 1,0 °C au-dessus des niveaux préindustriels d’ici 2020 dans le panneau b) est représenté à titre indicatif uniquement. La température mondiale continuera d’augmenter jusqu’à l’atteinte de la carboneutralité. Si les émissions de CO₂ atteignent la carboneutralité, la température mondiale subira une stabilisation approximative. La température mondiale ne baissera que lorsque les émissions de CO₂ deviendront négatives. Source : figure 9.8.

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