courbet - cedre face au cc colloque restit aforce 12dec12

1. Installation et conduite des peuplements de cèdre
pour faire face au changement climatique
F. Courbet(1), M. Lagacherie(2), P. Marty(2), J. Ladier(3), C. Ripert(4), J. Guillemot(1),
E. Klein(1), P. Riou-Nivert(5), F. Huard(1), L. Amandier(2), E. Paillassa(5)
(1) INRA (2) CRPF (3) ONF (4) IRSTEA (5) CNPF-IDF
1

2. Contexte et enjeux
- Impact important et rapide du changement climatique (60 à 80% du territoire sous
climat méditerranéen en 2050-2080)
- Les mécanismes liés à la reproduction (adaptation génétique, migration) risquent
d’être insuffisants
- Substitution d’espèces sensibles (migration assistée) pour peuplements à venir
(cèdre)
- Plasticité phénotypique = seul mécanisme d’adaptation pour peuplements
existants
- La compétition, le développement du houppier influencent la sensibilité des arbres
aux facteurs climatiques
- La sylviculture (éclaircie, élagage) pourrait jouer un rôle dans l’adaptation des
forêts aux modifications du climat
2

3. Objectifs
– Peut-on étendre le cèdre et comment?
– Quelle sylviculture pour les peuplements actuels et futurs face au risque de
sécheresse ?
– (1) recueillir, rassembler, synthétiser et transférer les connaissances
disponibles (autécologie-reboisement) sur la base de l'expérience acquise dans
et en dehors de la région méditerranéenne
– enquête
– analyse bibliographique
– rédaction et diffusion d’une brochure
– (2) préciser l’influence des opérations sylvicoles (éclaircie, élagage) sur la
sensibilité du cèdre au climat
– analyse de données récentes issues de dispositifs sylvicoles
expérimentaux
3

4. L’enquête nationale
sur les comportements du cèdre
dans les sites suivis
Objectif : Valoriser les observations disponibles sur les essais suivis
par les organismes de recherche et de développement forestier
Moyens : un questionnaire transmis aux différentes unités de l’ONF,
INRA, IDF et CRPF (janvier à juin 2011)
Principe : Utiliser les données existantes, ne nécessitant pas a priori
de relevé de terrain (sauf souhait de l’agent concerné)
1 fiche recto-verso de questions descriptives à cocher, complétées de
quelques questions ouvertes d’appréciations et de commentaires
Localisation et conditions stationnelles, caractéristiques et comportement du
peuplement, étapes connues de son itinéraire technique, observations sanitaires
Peuplements de cèdre 10 ans
Cèdre majoritaire et présent dans l’étage dominant
Parcelles de 5 à 10 ares minimum
4

5. Les réponses à l’enquête
• 196 placettes décrites
• 42 départements représentés
– 62% en forêt privée
– 38% en forêt publique
– 69 en zone climatique océanique
– 21 en climat continental
– 106 en zone climatique méditerranéenne
Quelques régions riches en
dispositifs suivis (études
antérieures ou en cours)
5

6. Le traitement des informations recueillies
• Paramètres inégalement répartis – Echecs rarement suivis au-delà de 10 ans
• Beaucoup de données non renseignées – qualité variable des informations
Taux de réponse aux différentes rubriques de l'enquête
100%
80%
60%
40%
20%
0%
Coordonnées
Lambert
Altitude
Exposition
Topographie
générale
Microtopo
Pente
Confinement
Roche mère
humus
Profondeur sol
H1
texture sol H1
Compacité H1
Structure H1
Appréciation
station
Peuplement
Superficie
Type de plants
Provenance
Densité initiale
Terrain initial
Préparation du
sol
Entretien
plantation
Sylviculture
Age
Densité
actuelle
Hdom
Diamètre
moyen
• Prudence sur les peuplements jeunes où les facteurs limitants ne se sont pas
encore pleinement exprimés
• Analyse multivariée non pertinente - Création de variables synthétiques pour
homogénéiser les informations stationnelles
• Indicateurs de résultats : - Croissance en hauteur du peuplement
- appréciation de l’état sanitaire
• Etude par zones climatiques : océanique / continental / méditerranée
Hétérogénéïté
Vigueur
Etat sanitaire
Comportement
6

7. Calcul d’un indice commun H50 ans pour chaque point
4 classes INRA (Ho à 50 ans)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
50
45
40
35
30
25
20
15
10
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Age
Ho
4 classes INRA (Ho à 50 ans)
h24
h21.5
h19
h16.5
h14
h11.5
h9
h6.5
h4
points enquête
5
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Age
Ho
h24
h21.5
h19
h16.5
h14
h11.5
h9
h6.5
h4
points corrigés
Analyser comparativement les peuplements d’âges différents
Corriger au mieux compte tenu du manque de référence commune de
croissance et des changements de contextes depuis l’établissement de
ces courbes 7

8. Informations apportées par l’enquête :
1/ Confirmation et enrichissement des connaissances
bibliographiques sur l’autécologie du cèdre
Ex : Résultats liés à la roche mère et au sol
Zone méditerranéenne
1 (9m)
2 (9-14m)
3 (14-19m)
4 (19m)
calcaires
granitegrès
marno-calcaire
30
20
15
10
5
Ex : zone méditerranéenne
schiste/autre acide
0
25
H50 type de Roche
Zone climatique océanique et continentale
1
2
3
4
roche calcaire
autre roche siliceuse
granite
9 Les croissances les plus
fortes sont observées sur
roche siliceuse autre que le
granite :
8
7
5
4
3
2
1
0
6
1 (9m)
2 (9-14m)
3 (14-19m)
4 (19m)
A
AL /
LA
AS
L
LS
S
SL
6
2
0
4
12
10
8
H50 x texture tendance
Capacité de prospection racinaire indispensable
pour répondre à ses besoins en eau :
Textures extrêmes non
appréciées par le cèdre
1
2
3
4
65 cm et +
45 à 60 cm
profondeur 20 à 35 cm
12
8
6
4
2
0
10
Influence de la profondeur du
sol ex : zones climatiques
océanique et continentale
8

9. Informations apportées par l’enquête :
Altitude
(m)
2/ Analyse de la combinaison des facteurs
Ex : Placettes décrites sur roche mère acide
Topo-graphie
Exposition
Tm 1
(°C)
Tx 10
(°C)
Pluviométrie
annuelle (mm)
Pluviométrie
juin-juillet-août
(mm)
Substrat
Profondeur
du sol (cm)
Structure et
compacité
dominantes
Texture
dominante
Éléments
grossiers
Hydromorphie
Ho
(m)
Âge
(an)
Croissance
État sanitaire
740
haut de
versant
N 11.5 26.6 940 134 schiste 100 meuble
limon
argileux
20% non 34.7 113 ++ ++
70 plateau - 11.3 23.9 730 136 schiste 40
peu compacte,
particulaire
limon 5% non 20.6 45 + +
550
mi -
versant
SO 10.4 26.5 572 182
granite
40
peu compacte,
particulaire
sable
argileux
55% non 18.0 75 - +
70 plateau - 11.5 23.9 817 129 granite 80 meuble, agrégats
limon
sableux
20% non 13.7 21 + +
[1] Tm : température moyenne annuelle; Tx : température moyenne des maximales du mois le plus chaud.
9

10. 10
Volet recherche : objectif et méthodes
• on veut préciser l’influence des opérations sylvicoles (éclaircie, élagage)
sur la sensibilité du cèdre au climat et à la sécheresse en analysant :
- la croissance annuelle en diamètre d’arbres de différents statuts
sociaux, caractère sensible à la fois à la compétition et au climat,
(Sault-Ventoux. Stage FIF-M2 2011. J. Guillemot)
- l'état sanitaire d'arbres en conditions de stress hydrique
(Valliguières-Garrigues du Gard).
Dispositif de Valliguières (alt. 250 m)
Dispositif de Sault (alt. 1150 m)
Avignon

11. 11
Le dispositif expérimental de Sault
• 4 placettes de fertilité identique
• 3 placettes éclaircies deux fois avec des intensités contrastées, 1 placette témoin
• Chaque niveau d’éclaircie identifie 5 groupes d’arbres repérés dans chaque placette, de
« surcimés » à « dominants ». Éclaircie = abattage d’un ou plusieurs de ces groupes
Évolution du nombre de tiges par ha
(nombre de groupes abattus depuis l’origine)
70
60
50
40
30
20
10
0
1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009
Année
G (m ²/ha)
Témoin (pl. 5)
Traitement faible (pl. 4)
Traitement moyen (pl. 3)
Traitement fort (pl. 2)
Évolution de la surface terrière par ha
SAULT
Situation Ventoux versant sud
Altitude 1150 m
Age fin 2010 46 ans
Traitements 4 intensités d'éclaircie
Evolution de la
éclaircie
éclaircie
densité/ha témoin faible
moyenne
éclaircie
forte
Plantation 2700 (0) 2700 (0) 2700 (0) 2700 (0)
1re éclaircie mortalité
naturelle
1800 (1) 1200 (2) 550 (3)
2 e éclaircie 1200 (2) 550 (3) 250 (4)

12. 45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Accroissement moyen en surface terrière (cm²)
Année
Traitement fort (pl. 2)
Traitement moyen (pl. 3)
Traitement faible (pl. 4)
Témoin (pl. 5)
Modèle
Modèle
Modèle
Modèle
Analyse : modèle linéaire mixte
Y = α X+ β Z + E
Dominants 12

13. Examen des résidus du modèle à effets fixes :
sensibilité moyenne et écart-type
Sylviculture
+
Compétition
(seuil à 550 tiges/ha)
Statut social
(dominants
Ƣ
autres statuts)
_
dominants
dominés
Plasticité
de la réponse
au climat
+
_
Sensibilité
moyenne
(variabilité
interannuelle)
+
_
Ecart type
(amplitude
des variations
annuelles)
13

14. 14
Précipitations
Liaison avec les facteurs climatiques
Température moyenne

15. Examen des résidus de
l’année N et de leur moyenne
de l’année N à N+4
15
Examen des 4 plus mauvaises années
0
Résidu
N-1 N N+1 N+2 N+3 N+4 Année
• croissance des mauvaises années
– effet significatif des éclaircies fortes (passage à 550 tiges/ha) : les arbres ne
« marquent » plus la mauvaise année
– effet seulement la première mauvaise année après l’éclaircie (2-3 ans après)
• persistance de l’effet (moyenne des cinq ans après la mauvaise année)
– effet seulement la période suivant la première éclaircie la plus forte et pour les
dominants

16. Examen de l’interaction entre l’effet de la densité et l’effet annuel
16
ACC = ANNEE + ANNEE x Gha
- on étudie l’effet d’une réduction de Gha sur l’ACC moyen (20 droites : une par année)
10
8
6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
bonne année
0 10 20 30 40 50 60 70
Surface terrière (m²)
Accroissement sous
contrôle climatique
ACC (cm²)
1994 (dominants)
2010 (dominants)
pente de la droite = estimation
de l’interaction ANNEE x Gha
mauvaise année
G/ha de référence (témoin = 55 m²/ha)
?définition des bonnes et mauvaises années

17. Le dispositif expérimental de Valliguières
Situation Garrigues du Gard
Altitude 250 m
Age fin 2010 43 ans
Traitements 4 intensités d'éclaircie
x 4 intensités d'élagages
Évolution de la densité/ha
témoin écl. faible écl. moy. écl. forte
Plantation 1200 1200 1200 1200
Éclaircie (1992) 1200 800 600 400
Élagage (1992 puis 1996) Témoin : sans élagage
Élagage faible : 400/ha à 2 m
Élagage moyen : tous à 2 m + 400 /ha à 4 m
Élagage fort : tous à 2 m + 400/ha à 6 m
17

18. Suivi de l’état sanitaire des arbres du dispositif de Valliguières :
Suivi des écoulements de résine
- signalés sur plusieurs espèces (pin sylvestre, épicéa commun, cèdre,…)
- peuvent s’accompagner de fentes du bois chez certaines espèces
- nécrose cambiale, écorce craquelée, absence d’agent biotique
- affecte en général les gros arbres et les parties de l’arbre où la croissance radiale est la
plus forte (base du houppier) comme les fentes de sécheresse chez le sapin de
Vancouver
- fréquence et importance plus fortes en période de sécheresse
- attribués en général à la sécheresse
18

19. 19
Suivi des écoulements de résine : effet des traitements en 2004
Taux d'arbres affectés par densité et hauteur d'élagage
Taux de 100
dégats (%)
80
60
40
20
0
0
2
4
6
(2004)
400 600 800 1200
Hauteur
élaguée
(m)
Densité (N/ha)

20. 20
Conclusions
• Bilan hydrique = principale contrainte à la croissance
• Effet de l’éclaircie sur la relation entre croissance et climat
• Favorable sur la croissance climat-dépendante des « mauvaises années »
• Effet significatif fugace et pour des éclaircies très fortes
• La ressource en eau disponible se redistribue-t-elle bien aux arbres restants?
• Les arbres restants développent rapidement leur houppier, leurs besoins
augmentent et ils redeviennent alors aussi sensibles (plus à Valliguières)?
• Effet de l’élagage :
• Très marqué : on diminue la consommation en eau tout en maintenant la
ressource via le système racinaire.
• Forte interaction élagage x densité. Cet effet est d’autant plus marqué que
l’éclaircie est forte (branches élaguées plus fonctionnelles)
• Perspectives :
• Résultats à confirmer et à étendre à des conditions plus difficiles (croissance)
• Préconisations : raccourcissement des révolutions par sylviculture intensive ?
Contrôle du développement des houppiers ?

21. BROCHURE
• autécologie, comportement vis à vis
21
des facteurs climatiques et des
caractéristiques du sol
• recommandations techniques pour
l'installation des peuplements
• indications et éléments de choix sur
les itinéraires sylvicoles
• qualité et utilisations du bois
• risques sanitaires
• références bibliographiques