Forêts et changement 
climatique 
Jean-Luc Dupouey 
LAMARK de, CANDOLLE A.P. de 1805 - Flore française 
« De toutes les ci...
Réponse « naturelle » des arbres et des forêts 
au changement climatique 
. Accommodation 
. Changements de physiologie, p...
Changements observés
Expérimentation FACE, Duke (Caroline du Nord, USA) 
Synthèse de 4 expérimentations FACE sur des arbres (jeunes) : 
En cham...
Réseau international des 
Jardins phénologiques 
NDVI 
AVHRR 
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(11.3°C) 
1993 
(11.7°C) 
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Champagne 
1972 
1992 
1996 
2004 
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Différenciation génétique rapide des arbres forestiers : 
cas du chêne rouge introduit en France 
Indice de débourrement 
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Résultats des modèles 
pour le XXIe siècle
Propagation des incertitudes 
société/ 
économie 
émissions teneurs 
atmosphère 
forçage 
radiatif 
climat impacts
Données climatiques, un résumé 
. Augmentation des températures 
. Augmentation des pluies hivernales / diminution estival...
Evolution des aires climatiques potentielles 
Badeau et al., 2004, 2010 ; Wallerich et al., 2006 
Chêne vert 
70 espèces 
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Variabilité selon les scénarios 
ssccéénnaarriioo BB22 ((++22°°CC)) ssccéénnaarriioo AA22 ((++44°°CC)) 
Badeau et al., 201...
Incertitudes liées aux 
modèles d’’impacts 
Hêtre : comparaison des aires de répartition 
potentielle en 2055 selon 6 modè...
Incertitudes liées aux modèles d’’impacts 
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Adaptation
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- Surveillance 
- Adaptation des essences aux stations 
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généralistes 
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Plénière 3e Assise Sud Rhône Alpes de la filière fôret-bois - "Changement climatique" (2e partie)

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Les 3èmes Assises Sud Rhône Alpes de la filière forêt-bois, intitulées « Changement climatique : préparer la forêt pour construire demain», se sont tenues le 6 décembre 2013 sur l’Ecosite d’Eurre.

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Plénière 3e Assise Sud Rhône Alpes de la filière fôret-bois - "Changement climatique" (2e partie)

  1. 1. Forêts et changement climatique Jean-Luc Dupouey LAMARK de, CANDOLLE A.P. de 1805 - Flore française « De toutes les circonstances qui influent sur l’habitation des plantes, la température est sans contredit la plus essentielle »
  2. 2. Réponse « naturelle » des arbres et des forêts au changement climatique . Accommodation . Changements de physiologie, phénologie, croissance… . Adaptation (stricto sensu) génétique . Migration . Nombreuses d’observations plus ou moins ambiguës . Mortalité . Des tests en vrai grandeur lors de sécheresses passées
  3. 3. Changements observés
  4. 4. Expérimentation FACE, Duke (Caroline du Nord, USA) Synthèse de 4 expérimentations FACE sur des arbres (jeunes) : En chambre/serre : 350 à 700 ppm de CO2 -> ~ +30% de production de biomasse En FACE : 375 à 575 ppm de CO2 -> ~ +30% Si stress hydrique ou minéral : réduction ou annulation de l’augmentation Ainsworth & Long, 2005 Impact de l’augmentation du CO2 : . Augmentation de la photosynthèse . Diminution de la conductance stomatique . Augmentation de l’efficience d’utilisation de l’eau
  5. 5. Réseau international des Jardins phénologiques NDVI AVHRR La durée de la saison de végétation a augmenté de 3- 4 jours/décennie de 1970 à 2000 AVHRR - NDVI 376 374 372 370 368 366 364 362 Jan. Jul. Jan. Jul. Jan. Jul. Jan. Jul. Jan. Jul. atmospheric CO2 (ppm) Mauna Loa
  6. 6. Augmentation de productivité : forte variabilité entre espèces des tendances de croissance (récentes) Année (1975 à 2005) Charru, 2012, accroissement en surface terrière, données IFN, France entière
  7. 7. En montagne, remontée apparente en altitude des espèces du sous-bois 1971 (11.3°C) 1993 (11.7°C) + 60m : le mouvement global est une remonté en altitude 50 40 30 20 10 0 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 1000 0 500 1000 1500 2000 2500 Altitude moyenne 1971 2500 2000 1500 1000 500 0 Altitude moyenne 1993 pas d’effet observé en plaine 211 espèces Lenoir et al. 2008
  8. 8. Champagne 1972 1992 1996 2004 20 km ORLÉANS PARIS Mézières FONTAINEBLEAU Champmotteux Lorris Nemours Rougeau Sénart 48°30’ 48°15’ 48°00’ 47°45’ 47°30’ CHARTRES Montargis 48°45’ Marnes La Vallée (Roques et al. 2006) - progression vers le Nord et en altitude - De 1980 à 2005 : 60 km vers le Nord depuis Orléans Expansion ddee llaa cchheenniillllee pprroocceessssiioonnnnaaiirree dduu ppiinn
  9. 9. 22000033 :: ééttéé « mmooyyeenn » àà « ffrraaiiss » eenn 22110000 sseelloonn lleess ssccéénnaarriiooss photo L.M. Nageleisen Département de la Santé des Forêts, 2006 10800 arbres, 540 placettes Taux de % mortalité des arbres 9
  10. 10. Multiplication par 4 des surfaces incendiées en région méditerranéenne en 2003 par rapport à la moyenne 1996-2001 Augmentation des surfaces incendiées : de 14600 ha à 61500 ha source : Prométhée 28
  11. 11. Différenciation génétique rapide des arbres forestiers : cas du chêne rouge introduit en France Indice de débourrement à 4 ans Indice de coloration automnale des feuilles à 1 an population introduite population américaine Daubree et Kremer, 1993
  12. 12. Résultats des modèles pour le XXIe siècle
  13. 13. Propagation des incertitudes société/ économie émissions teneurs atmosphère forçage radiatif climat impacts
  14. 14. Données climatiques, un résumé . Augmentation des températures . Augmentation des pluies hivernales / diminution estivale -> augmentation de la durée et de l’intensité des périodes de stress hydrique -> du risque incendie . Augmentation de la fréquence des événements extrêmes . Modèles de plus en plus fins au niveau spatial -> variabilité géographique significative 50 km 8 km
  15. 15. Evolution des aires climatiques potentielles Badeau et al., 2004, 2010 ; Wallerich et al., 2006 Chêne vert 70 espèces ligneuses 1200 espèces végétales forestières 2100 – B2 Actuel
  16. 16. Variabilité selon les scénarios ssccéénnaarriioo BB22 ((++22°°CC)) ssccéénnaarriioo AA22 ((++44°°CC)) Badeau et al., 2010 Actuel 2100
  17. 17. Incertitudes liées aux modèles d’’impacts Hêtre : comparaison des aires de répartition potentielle en 2055 selon 6 modèles 3 modèles de niche 3 modèles mécanistes
  18. 18. Incertitudes liées aux modèles d’’impacts ANR QDiv (Cheaib et al., Ecol. Letters) actuel
  19. 19. Adaptation
  20. 20. Les pistes de l’adaptation de la sylviculture - Surveillance - Adaptation des essences aux stations - Peuplements mélangés - Sylviculture « dynamique » - Raccourcissement des révolutions - Préservation et amélioration des sols - Changements d’essences/provenances -> Risques globaux sur la biodiversité (appauvrissement des réseaux biotiques, invasion d’espèces) et la qualité des sols (tassement, acidification)
  21. 21. Les pistes de l’adaptation de la sylviculture - Surveillance - Adaptation des essences aux stations - Peuplements mélangés - Sylviculture « dynamique » - Raccourcissement des révolutions - Préservation et amélioration des sols - Changements d’essences/provenances
  22. 22. Corine Land Cover télédétection réseaux généralistes Teruti réseaux spécialisés suivi intensif Vigie-nature opérations de recherche DSF Arboretums ORE IFN Renecofor réseaux de placettes « temporaires » Surveiller… généralisation spatialisation confirmation référentiels questions méthodes qualité
  23. 23. Les pistes de l’adaptation de la sylviculture - Surveillance - Meilleure adaptation des essences aux stations - Peuplements mélangés - Sylviculture « dynamique » - Raccourcissement des révolutions - Préservation et amélioration des sols - Changements d’essences/provenances
  24. 24. Les pistes de l’adaptation de la sylviculture - Surveillance - Meilleure adaptation des essences aux stations - Peuplements mélangés - Sylviculture plus « dynamique » (diminution des volumes de bois sur pied) - Raccourcissement des révolutions - Préservation et amélioration des sols - Changements d’essences/provenances
  25. 25. Réduction de la consommation en eau en contrôlant l’indice foliaire par éclaircie 1998 3-3.5 #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S CARBOEUROFLUX #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S #S 1999 P217 éclaircie Indice foliaire 3.5-4 4-4.5 4.5-5 5-5.5 5.5-6 6-6.5 6.5-7 7-7.5 7.5-8 8-8.5 8.5-9 9-9.5 Consommation en eau (mm) 150-165 165-175 175-185 185-195 195-200 200-210 210-220 220-230 230-240 240-250 N. Bréda, 2000, (transpiration calculée par Biljou©) Parcelle éclaircie hiver 1998-1999
  26. 26. Les pistes de l’adaptation de la sylviculture - Surveillance - Meilleure adaptation des essences aux stations - Peuplements mélangés - Sylviculture « dynamique » - Raccourcissement des révolutions -> gestion de la fertilité minérale en sol acide - Préservation et amélioration des sols - Changements d’essences/provenances
  27. 27. Durée de révolution Les arbres âgés ont moins de capacité de résistance et de récupération 0 0 2 3 4 23 32 35 30 25 20 15 10 5 0 fréquence (% cas) PEUPLEMENTS DEPERISSANTS DU NORD-EST de 1989 à 1995 essense chênes (source Base technique DSF) répartition par classe d'âge Révolution longue Perte de vigueur et plus grande probabilité d’être confronté à un aléa Révolution courte mobilisation plus forte des ressources du sol risque de déséquilibre nutritionnel sur sol pauvre Réduire les risques
  28. 28. Les pistes de l’adaptation de la sylviculture - Surveillance - Meilleure adaptation des essences aux stations - Peuplements mélangés - Sylviculture « dynamique » - Raccourcissement des révolutions - Limiter les effets des facteurs prédisposants: préservation et amélioration des sols - Changements d’essences/provenances
  29. 29. Gestion des sols L’amendement Sur sol acide, possibilité de restaurer la fertilité du sol perdue par drainage et/ou exportation par un apport adéquat d’éléments minéraux FORET COMMUNALE DE VAGNEY Épandage calcomagnésien de 1991 1986 1998 1989 1998 Épandage de 2,5 tonnes par hectare de calcaire et de dolomie broyés soit 250 grammes par mètre carré
  30. 30. Les amendements augmentent le nombre Renaud et al. 2001 50 40 30 20 10 0 Témoin Amendé Témoin Amendé Vosges Ardennes Nombre d’espèces 30 39 19 37 Nitrophiles Non-nitrophiles d’espèces… nitrophiles 22 sites expérimentaux
  31. 31. Les pistes de l’adaptation de la sylviculture - Surveillance - Meilleure adaptation des essences aux stations - Peuplements mélangés - Sylviculture « dynamique » - Raccourcissement des révolutions - Préservation et amélioration des sols - Déplacement des génomes : . choix des provenances . introduction d’essences exotiques - plantations
  32. 32. VViitteessssee ddee ddééppllaacceemmeenntt nnéécceessssaaiirree ppoouurr uunn ssccéénnaarriioo AA11BB ((++33° eenn 22110000)) 10 km/an 500 m/an 15 - 20 m/an
  33. 33. Les essences introduites : une progression régulière Surface d’essences introduites (en % de la forêt de production) ?
  34. 34. Les essences introduites : des « expériences » sur la biodiversité Test de l’hypothèse «Enemy release » Mitchell Power (Nature 2003) expliquant un avantage (temporaire) des plantations exotiques … … et des plantes invasives Nocivité Nb d’espèces % d’espèces manquantes pathogènes
  35. 35. 2003 du point de vvuuee ddeess aarrbbrreess ddee ll’’AArrbboorreettuumm dd’’AAmmaannccee Inventaire sanitaire pour le genre Abies Arboretum d’Amance (Wallerich, 2004) n≥5 arbres n5 arbres Houppier Branches
  36. 36. DDééppéérissement rissement ddeess ccèèddrreess àà AAmmaannccee eett aauuxx BBaarrrreess :: ssccoollyytteess oouu sséécchheerreessssee ?? Domaine des Barres Les cèdres de ces deux arboretums sembleraient moins résistants que ceux plantés dans le sud de la France. Niederlender Badeau, 2009
  37. 37. LLeess eessppèècceess ddee ffoorrêêttss aanncciieennnneess :: iinnccaappaabblleess ddee ssee ddééppllaacceerr eett nnoonn ggéérrééeess 55 espèces, 5 sites européens, synthèse J.L. Dupouey 35 30 25 20 15 10 5 0 0-20 20-40 40-60 60-80 80-120 Vitesse de colonisation (m/siècle) Nombre d'observations moyenne maximum
  38. 38. Conclusions . Nombreux changements observés mais qui ne peuvent être que rarement attribués de façon certaine au seul changement climatique . Rôle faible de l’adaptation génétique à court terme ? . Limites de l’accommodation rapidement atteintes (ex. 2003) . Peu de marge de manoeuvre sylvicole (nombreux dilemmes) = pertes de productivité = augmentation de la fréquence des dépérissements . Se préparer à des situations de crise . Atténuation : comment passer de la séquestration à la substitution ? (« dette » de la substitution) . Opportunité/nécessité pour des réorientations de la sylviculture en forêt privée ? (crises + besoin énergie)
  39. 39. Se préparer à des situations de crise ?

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