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Publié le 16 décembre 2020 Mis à jour le 17 décembre 2020

Réchauffement climatique, lutte des classes et mortalité chez les arbres des forêts françaises

50 nuances de gui : lorsque les arbres cultivent des rapports dominés/dominants [Thèse]

Relations sociales des arbres au sein des forêts Françaises

Les biens communs, que constituent les écosystèmes forestiers, représentent les principaux fournisseurs de services écosystémiques terrestres tels que la pollinisation, l’épuration naturelle des eaux, la production d’oxygène, pouvant se révéler vitaux pour de nombreuses espèces, dont l’Homme.

Le bilan de l’activité humaine sur la planète est facilement observable, avec une perte en quelques siècles de 60 % des forêts, en quelques décennies de 60 % des animaux sauvages, et en quelques années de 60 % des insectes. Le changement climatique en cours fait partie des nombreuses causes affectant les forêts. L’augmentation des taux de mortalité locale ou massive des arbres pouvant être associée à des évènements combinant stress thermique et stress hydrique sont observés de plus en plus fréquemment et de manière plus intense.

Gueule de bois climatique

La mortalité d’un arbre est, comme celle de l’Homme, un phénomène naturel pouvant être associé à plusieurs facteurs intrinsèques et extrinsèques au sujet. Dès lors, cela est difficile d’estimer les proportions propres à la contribution de chacun de ces différents facteurs dans ce processus.

Dans sa thèse intitulée « Détermination de l’impact potentiel du changement climatique sur la mortalité des principales essences forestières européennes », Adrien Taccoen explore certains déterminants de la mortalité de fond, qui est la mortalité observée dans un peuplement en l’absence de perturbations extrêmes, pour les principales espèces forestières européennes au travers de trois problématiques :

  • Quelle est l’importance du changement climatique sur la mortalité des principales espèces de la forêt européenne.
  • Détermination du lien entre les conditions climatiques moyennes auxquelles les arbres sont soumis et leur sensibilité au changement climatique.
  • Importance du statut social et du stade de développement de l’arbre sur sa sensibilité au changement climatique.

Le but principal de cette thèse est d’évaluer l’importance relative des différents facteurs associés à l’augmentation des taux de mortalité pouvant être reliés au réchauffement climatique, à l’aide d’un modèle forestier européen.

L’auteur base son travail de recherche sur l’analyse de données d’inventaire forestier de l’Institut national de l’information géographique et forestière (IGN) en association avec des données climatiques de Météo France de 1961 à 2015. À partir d’une population de 372 974 arbres, dont 7 312 arbres morts recensés, l’étudiant a déterminé par modélisation les déterminants de la mortalité de fond pour 43 espèces d’arbres représentatives des forêts tempérées européennes.

Pourquoi lire cette thèse

Cette thèse est une compilation de travaux de recherche présentés sous forme d’articles argumentés et discutés dans laquelle s’entremêlent des informations climatologiques, géographiques et forestières. On y retrouve les données habituelles relatives à l’augmentation de la température liée à l’activité humaine, mais surtout on y découvre la forêt, la nature de cette dernière, sa composition, son évolution, ses caractéristiques, et plus précisément la mortalité des arbres qui la compose.

Ce manuscrit est bilingue, mais les commentaires, les descriptions associés au chapitre/articles ainsi que la discussion finale sont rédigés en français donc, amis anglophobes, ne fuyez pas. L’auteur fait preuve d’autocritique lors de l’abord des limitations de son travail de recherche ce qui est toujours appréciable.

Cette thèse explore des données relatives à certaines espèces d’arbres n’ayant encore jamais été analysées, de plus elle permet de confronter le lecteur à l’effet du changement climatique ayant eu lieu au cours des 60 dernières années. Nous rappelant que ce dernier n’est plus uniquement une abstraction de projections d’un futur plus ou moins proche discutable par les climatosceptiques, mais un phénomène en cours pouvant être constaté localement.

Montrer de quel bois on se chauffe - Extrait

« Arbres dominants, dominés, gros ou petits : des enjeux différents

Il est important de s’intéresser aux gros arbres, car ils sont un fournisseur majeur de services écosystémiques. Ils ont une influence sur les cycles biogéochimiques, la mobilisation de ressources en eaux profondes, l’altération des conditions climatiques et microclimatiques, et constituent un habitat pour de nombreuses espèces.

Les gros arbres sont également de grande importance pour la séquestration du carbone et la production de biomasse. Une étude globale basée sur l’analyse de 5 millions d’arbres a montré que les 1 % des plus gros arbres en diamètre représentaient près de 50 % de la biomasse forestière mondiale. Enfin, les gros arbres jouent un rôle social et culturel très fort.

Concernant le statut social des arbres, dans le cadre d’une gestion irrégulière, des arbres de toutes classes de diamètre et statut social doivent être présents dans le peuplement. Les petits arbres et les arbres dominés sont ceux qui constituent la régénération et les populations d’arbres matures futurs. Ainsi, il est important, pour des raisons différentes, de comprendre la réponse des arbres dominés comme des dominants au changement climatique en cours. Malgré les enjeux, l’importance relative du statut social et de la taille des arbres dans leur sensibilité au changement climatique, en termes de mortalité, reste peu connue. »

Conclusion

Parmi les facteurs associés à la mortalité, 80 % de ces derniers sont associés à la compétition, au stade de développement, la structure et composition du peuplement ainsi que l’intensité des travaux sylvicoles. Les facteurs de mortalité  environnementaux qui peuvent être reliés directement à l’augmentation des températures et à la baisse des précipitations constatées dans la fenêtre d’observation des données étudiées, ne représentent que 6% de ces facteurs et affectent uniquement 45 % des espèces de l’échantillon.

Lors de son étude approfondie des possibles liens existants entre la position des arbres le long des gradients environnementaux et la sensibilité aux changements de températures et de régimes de précipitations, Adrien Taccoen a pu constater pour des conditions climatiques moyennes chaudes et sèches, une augmentation de la mortalité causée par la hausse des températures et la baisse des précipitations pour 9 espèces sur 12.

Le travail d’analyse effectué permet de mettre en évidence le fait que les arbres évoluant vers les limites chaudes et sèches de leur aire de distribution présentent une vulnérabilité exacerbée. 

L’évaluation des potentiels liens entre sensibilité au changement climatique et statut social ainsi que la taille moyenne des arbres a permis de montrer que :

  • Les arbres dominés sont plus sensibles aux augmentations de température que les dominants ;
  • Les arbres dominants sont plus sensibles aux baisses de précipitations, avec un effet maximal atteint pour les dominants de gros diamètre;
  • La mortalité due aux augmentations de température ou aux diminutions de précipitations est nettement plus importante pour les arbres dominés que pour les dominants;
  • Le statut social de l’arbre joue un rôle plus important que la taille de l’arbre.

Grand abatteur de bois

En plus de révéler de nombreuses informations jusqu’ici encore inconnues pour certaines espèces d’arbres, l’ensemble de ce travail de recherche d’analyse aboutit à un triple constat. Premièrement, il valide l’existence d’un lien entre les augmentations de température, les baisses de précipitations et les taux de mortalité observés chez 45 % des espèces arborées de la forêt française. Deuxièmement il démontre une augmentation des effets de ces facteurs pour les arbres évoluant à proximité des limites chaudes de leur aire de distribution. Et troisièmement, il met en avant que les variations de sensibilité au changement climatique observables puissent être corrélées avec le statut social et la taille des arbres étudiés.

Bref, touchons du bois !

Le travail d’Adrien Taccoen mis en perspective avec ceux de sa communauté permet de mieux comprendre l’effet des changements climatiques à venir sur les forêts françaises et européennes. Les projections proposées contribuent à mieux anticiper les effets de ces changements par le développement et la mise en place de stratégies de gestion sylvicole adaptées. L’auteur ajoute une brique à nos connaissances en nous rappelant la complexité des interconnexions entre les facteurs abiotiques comme la température, et les facteurs biotiques comme les rapports sociaux dans la dynamique des populations d’arbres constituant une forêt.

Ce travail a été soutenu le 07-07-2020 à Paris, dans le cadre de l’obtention du grade de docteur délivre par l’Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l’Environnement (AgroParisTech) et a été réalisé par collaboration de AgroParisTech, l’université de Lorraine et l’INRA : UMR1434.

Sources

Adrien Taccoen. Détermination de l’impact potentiel du changement climatique sur la mortalité des principales essences forestières européennes. Sylviculture, foresterie. AgroParisTech, 2019. Français.⟨NNT : 2019AGPT0004⟩. ⟨tel-02433527v2

Thèse en accès libre :

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02433527

Publication associée à cette thèse :

Taccoen Adrien, Piedallu Christian , Seynave Ingrid, Perez Vincent , Gégout-Petit Anne, Nageleisen Louis-Michel, Bontemps Jean-Daniel and Gégout Jean-Claude (2019) Background mortality drivers of European tree species: climate change mattersProc. R. Soc. B.286 :20190386 -  https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2019.0386


Mots-clés: Changements Climatiques Modélisation Sylviculture Mortalité des arbres Forêt tempérée Feuillus Résineux Géomatique

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