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forêt-MAIL n° 126 (février 2016)

logo forêt-MAILLa compétition en forêt décryptée [1472]

La croissance de 3 millions d'arbres a été analysée à travers le monde dans le but de comprendre l'influence de leurs traits fonctionnels sur les interactions entre espèces, et notamment la compétition pour la lumière et l'eau.

Comprendre les écosystèmes et les espèces qui les composent est une priorité pour mieux appréhender les effets des changements climatiques. Les caractéristiques propres à chaque espèce leur permettent de tirer leur épingle du jeu et d’avoir accès à la lumière, l'eau ou encore les nutriments. Le bouleau, par exemple, pousse très rapidement en hauteur et domine d'autres essences, mais sa croissance stagne vite et il meurt jeune. À l'inverse, le hêtre croît lentement, mais tolère très bien la compétition d'autres essences.

Trois traits fonctionnels ou caractéristiques propres aux essences permettent de déterminer comment la compétition est régie en forêt : la densité du bois, la surface foliaire spécifique et la hauteur maximale. Ces trois caractéristiques sont valables partout dans le monde, quelle que soit la forêt ! Les règles qui régissent la succession forestière sont donc les mêmes dans la taïga, dans la forêt tropicale ou en forêt tempérée et pour la première fois, elles ont été mises en évidence.

 

Carte

Localisation des arbres analysés (Canada, France, Australie, Nouvelle-Zélande,
Espagne, Suède, Suisse, États-Unis, Panama, Taiwan, Japon, Puerto Rico, République Centrafricaine, Guinée Française)

 

Pour parvenir à ces résultats, 40 chercheurs ont été mobilisés et ont étudié la croissance de 3 millions d'arbres issus de 2 500 espèces différentes réparties dans le monde entier. [S.P.]

Kunstler G., Falster D., Coomes D. A., Hui F., Kooyman R. M. et al. (2016). Plant functional traits have globally consistent effects on competition. Nature 529, DOI :10.1038/nature16476.

 

La sylviculture proche de la nature pour faire face aux changements climatiques [1473]

Les changements climatiques ont des effets marqués sur l'environnement. Le réchauffement est accompagné d'événements climatiques extrêmes comme des vagues de chaleur, des sécheresses ou encore de fortes précipitations. Par ailleurs, ces changements climatiques entraînent un risque plus élevé de tempête, ce qui augmente la vulnérabilité des forêts aux attaques de pathogènes.

Au vu des interactions sur le très long terme entre les forêts et les changements climatiques, la gestion forestière doit s'adapter à ces conditions environnementales instables pour assurer le maintien de forêts saines et productives à l'avenir.

 

Carte Allemagne

Changement des niveaux de précipitations prévus en Allemagne (scénario A1b)
entre les périodes 2046-2055 et 1951-2003

 

La vulnérabilité des forêts dépend de trois composantes : la sensibilité, l'exposition et la capacité d'adaptation. La sensibilité est le degré avec lequel l'écosystème est affecté par une perturbation. La capacité d'adaptation est la faculté qu'a l'écosystème à s'ajuster à un changement ou à une perturbation, ainsi que sa capacité de prévenir ou de modérer de potentiels dégâts, voire de tirer parti de l’opportunité que représente la perturbation.

La vulnérabilité des forêts peut être limitée en modifiant ou en adaptant les stratégies de gestion. Pour cela, les gestionnaires peuvent adopter une gestion active en modifiant la structure ou la composition, grâce aux éclaircies ou à la conversion de peuplements, vers des forêts mieux adaptées aux changements climatiques. La diversité d’essences et de structure est une voie, tout comme la variabilité génétique.

La diversité d'espèces et de structures entraîne une meilleure utilisation des ressources. Chaque espèce utilise des stratégies différentes pour exploiter les ressources disponibles au mieux. La lumière, l'eau et les nutriments peuvent ainsi être utilisés différemment dans le temps et dans l'espace. Dans beaucoup de cas, les forêts riches en espèces sont plus productives que les forêts moins diversifiées. Des analyses récentes ont montré que des forêts à structure plus complexe et mélangées, avec présence de gros bois, ont une plus grande capacité d'adaptation aux conditions environnementales et aux perturbations que des forêts monospécifiques, gérées de manière intensive. De plus, la diversité d'espèces en forêt amène des effets positifs pour le sol et la disponibilité en eau comparé aux peuplements résineux monospécifiques. Or, le manque d'eau risque d'affecter beaucoup d'écosystèmes forestiers dans le futur.

En général, la sylviculture proche de la nature promeut la diversité des espèces, ce qui accroît la capacité d’adaptation des forêts. La conversion vers des forêts mélangées trouve donc tout son sens. En Allemagne par exemple, des plantations de feuillus en sous-étage des peuplements de pin ou d'épicéa sont réalisées pour créer des forêts qui seront à l’avenir plus stables et multifonctionnelles.

La diversité génétique joue un rôle prépondérant dans la capacité d'adaptation des forêts. En effet, au plus la variabilité génétique est grande, au plus le nombre de possibilités d'adaptation est important.

Les principes de la sylviculture proche de la nature permettent de répondre aux défis environnementaux auxquels les forêts doivent faire face. Le mélange des essences augmente les réponses possibles et, avec elles, la probabilité de mieux résister ou de compenser les perturbations ou les effets négatifs des événements climatiques extrêmes.

Pour que les écosystèmes forestiers continuent de se développer, il est essentiel de conserver, voire d'élargir la diversité génétique des populations. La probabilité d'introduction de caractères intéressants pour le futur peut être augmentée, surtout quand des espèces ayant un grand pouvoir de dispersion sont conservées. Les phases de régénération sont donc de belles opportunités pour favoriser l'adaptation des forêts aux changements climatiques. La récolte pied par pied ou par bouquet permet à des essences variées de se régénérer et augmente donc la résilience des peuplements. [S.P.]

Spathelf P., Bolte A., van der Maaten E. (2015). Is Close-to-Nature Silviculture (CNS) an adequate concept to adapt forest to climate change ? Landbauforschung DOI : 10.3220/LBF1452526188000.

 

Premières éclaircies mécanisées en feuillus [1474]

Un projet d’analyse de onze chantiers tests réalisé à l’ONF ainsi que de nombreux retours de terrain ont permis de mettre en avant les points essentiels pour un bon déroulement des premières éclaircies mécanisées en feuillus. Cinq grands thèmes ressortent de cette étude : infrastructures, marquage des bois, choix des produits et choix du système et de la période d’exploitation.

L’organisation du trafic au sein du chantier est primordiale. Il faut optimiser les circuits et diminuer la longueur des trajets pour réduire l’impact au sol tout en augmentant la productivité du chantier. Les cloisonnements d’exploitation sont situés entre 16 et 18 mètres l’un de l’autre pour que toutes les tiges puissent être coupées et débardées sans quitter le cloisonnement et sans faire appel au débusquage. Les rémanents peuvent être disposés sur les cloisonnements pour les protéger. Cependant, leur épaisseur n’a rien de comparable avec les résineux. Les places de dépôt sont cruciales car même s’il s’agit de petits bois, les volumes exploités peuvent être importants. Le bois énergie en vrac d’une longueur de 6 à 8 mètres, par exemple, nécessite des dépôts de 10 mètres de large. Il faut aussi que les dépôts soient suffisamment longs, compte tenu du volume exploité et de la hauteur d’empilement possible. Enfin, disposer de plusieurs places de dépôt évite au porteur de devoir revenir en arrière à chaque fin de phase de chargement.

Le marquage à la couleur des tiges revêt une grande importance. En effet, que le marquage soit en abandon ou en réserve, le conducteur doit pouvoir distinguer les tiges marquées sans hésitation. Il faut donc éviter les couleurs sombres ou proches des couleurs automnales. Le rose semble être le meilleur choix, avant de tendre vers des éclaircies sans marquage, réalisées par le conducteur, depuis sa machine.

 

couleur peinture

Marquage en abandon en rose et comparaison de deux couleurs sur hêtre et chêne
avec les couleurs automnales des feuillus

 

Idéalement un seul type de produit doit être réalisé par chantier pour en simplifier l’organisation. Cela permet d’augmenter le volume produit, d’augmenter la productivité des porteurs en adaptant la longueur des produits à leurs possibilités, de garantir une meilleure commercialisation (volume important d’un seul type de produit), de diminuer les coûts de revient et enfin d’améliorer le bilan financier de l’opération. En deuxième éclaircie, il est possible de faire deux produits, pourvu que les revenus supplémentaires compensent les surcoûts techniques.

Le choix du système d’exploitation doit être fait en fonction du type de chantier et des produits à réaliser. Pour cela, des machines de petite ou moyenne gamme satisfont pleinement les exigences sylvicoles et de productivité.

L’exploitation peut se réaliser en ou hors feuilles. Il faut toutefois sensibiliser l’opérateur aux dégâts commis en période de sève sur les tiges restantes. Pour le débardage, dans la grande majorité des cas, le temps et les sols doivent être secs pour éviter les dégâts liés à la forte charge des porteurs. [S.P.]

Ulrich E., Pischedda D., Ruch P., Bigot M., Cacot E. (2016). Conseils pratiques pour la réalisation des premières éclaircies mécanisées et voies d’améliorations des pratiques sylvicoles actuelles. Rendez-Vous techniques 47 : 49-53.

 

Pas de vent, pas de bois [1475]

La biomécanique étudie les réactions et adaptations des êtres vivants à leur environnement mécanique, par exemple aux oscillations et aux forces exercées par le vent. Le vent chronique (hors tempêtes) est reconnu comme un facteur qui influence les échanges gazeux foliaires, et donc la photosynthèse, ainsi que la croissance.

Les plantes perçoivent et répondent aux sollicitations mécaniques du vent, à l’instar d’autres cellules vivantes (le phénomène est bien connu en médecine pour la croissance des os, par exemple). Les signaux mécaniques sont transmis à longue distance via les parois cellulaires rigides, ils sont aussi relayés par des signaux électriques, pour atteindre les cellules des méristèmes. Ce n'est donc pas le vent qui souffle sur le cambium ou sur un apex particulier qui génère la réponse mais bien la force du vent dans le houppier qui se transmet dans toutes les cellules vivantes qui la renvoient aux zones en crois­sance. Ces mécanismes physiologiques font que l’arbre ne forme vraiment du bois que lorsqu’il est mécaniquement stimulé. La croissance est contrôlée par les défor­mations mécaniques perçues, qui deviennent alors pour l’arbre de bons indicateurs de sécurité.

 

croissance

Différences de croissance journalière en diamètre de petits peupliers
soumis à une seule (courbe du haut) ou plusieurs (courbe du bas) sollicitations (flexion de courbure imposée).

 

Un projet de recherches français (ANR FOR-WIND) se penche actuellement sur le phénomène et tente de modéliser ces réactions pour, à terme, éventuellement, inclure la ventosité de la station comme variable climatique expli­cative dans les modèles de croissance en hauteur ou en surface terrière, dans les tarifs de cubage ou dans les modèles de qualité des bois. De nouveaux indicateurs de vulnérabilité aux vents forts devraient également voir le jour. La problé­matique concerne aussi bien les peuplements hétérogènes complexes que les peuplements purs et réguliers. [C.H.]

Fournier M., Bonnesœur V., Deleuze C., Renaud J.-P., Legay M. et al. (2015). Pas de vent, pas de bois. L’apport de la biomécanique des arbres pour comprendre la croissance puis la vulnérabilité aux vents forts des peuplements forestiers. Revue Forestière Française 67(3) : 213-237.

 

Arbres sentinelles en Chine [1476]

La majorité des espèces exotiques introduites en Europe et s’attaquant aux plantes viennent désormais d’Asie. Des chercheurs de l’Inra, de l’Académie des Sciences de Chine et de l'Université Forestière du Zhejiang, proposent une nouvelle méthode pour détecter les envahisseurs potentiels dans leur région d’origine, avant leur introduction sur un autre continent. Pour cela, ils ont planté des arbres européens comme sentinelles en Chine et durant quatre années, ils ont étudié la capacité des insectes et champignons pathogènes chinois à coloniser ces arbres.

Sept espèces d’arbres européens (charme, hêtre, chêne sessile, chêne-liège, chêne vert, cyprès et sapin) ont été planté dans deux sites de Chine (région de Beijing et de Hangzhou-Fuyang). Au départ, les plants mesuraient environ 1,5 mètre Sur chaque site, 100 individus par espèce ont été plantés, disposés en parcelles contiguës de 25 plants. Au total, 400 arbres ont été installés à Beijing et 700 à Fuyang. Durant 4 ans, chaque arbre a été examiné régulièrement pour repérer et compter les adultes et larves d’insectes ou les dégâts, puis ces insectes ont été collectés. Les différents types de dégâts causés sur feuille, bourgeon, branche ou tronc ont été recensés et photographiés.

Au total, 104 espèces d’insectes ont été observées sur ces nouveaux hôtes. Certains insectes sont de simples consommateurs occasionnels de feuilles. Mais 38 espèces sont responsables de colonisations multiples, la plupart sur le chêne sessile, et il a été prouvé qu’au moins 6 d’entre elles pouvaient assurer leur complet développement sur les arbres européens. Ces 38 espèces peuvent être considérées comme des espèces potentiellement invasives si elles étaient introduites en Europe.

 

Holotrichia

Holotrichia diomphalia, un coléoptère de la famille des scarabéidés,
a été trouvé aux stades adulte et larvaire sur toutes les essences,
plus de quinze fois entre 2007 et 2011.

 

La quasi-totalité des arbres ont survécu la première année, puis le taux de mortalité a été très important sur les deux sites, avec des différences significatives entre les essences. Après 3 ans d’expérimentation, seuls 99 arbres sur les 400 plantés à Beijing étaient toujours vivants : les conifères étaient morts (sauf 4 individus) mais la moitié des chênes avaient survécu. À Fuyang après 2 années de plantation, le chêne sessile était le seul à obtenir un taux de survie proche de 50 %.

Cette méthode d’arbres sentinelles semble prometteuse et sa généralisation possible fait l’objet d’un projet européen COST intitulé « Global Warning ». Un obstacle important reste la difficulté d’identification des insectes, en particulier des larves, et pathogènes par des méthodes classiques. Il pourrait être levé grâce au développement de banques de données moléculaires. [C.H.]

Roques A., Fan J.-t., Courtial B., Zhang Y.-z., Yart A. et al. (2015). Planting sentinel european trees in eastern asia as a novel method to identify potential insect pest invaders. PLoS ONE 10(5) : e0120864. DOI :10.1371/journal.pone.0120864

 

Le vivant face au changement climatique : partir ou s'adapter ? [1477]

Le centre national de recherche scientifique (CNRS), en France, s'intéresse à une question primordiale pour le futur : comment le vivant s'adapte-t-il au changement climatique ? Deux possibilités s'offrent aux êtres vivants : changer leur aire de répartition ou modifier leur physiologie. Pour en savoir plus, une série de trois vidéos présente les défis à relever. [S.P.]

Vers les vidéos

 

Le chacal doré n’est pas une espèce exotique en Europe [1478]

 

chacal doré

 

L’expansion du chacal doré (Canis aureus) à travers l’Europe a conduit à sa désignation comme espèce exotique dans certains États membres.

Les techniques de biologie moléculaire permettent aux scientifiques d’améliorer la compréhension de l’expansion des populations, grâce à des tests ADN qui lient les processus historiques à la diversité génétique. Les résultats de ces analyses peuvent aider à la gestion de la faune et à la protection des espèces en voie de disparition.

Cette étude s’intéresse à l’expansion géographique du chacal doré, notamment à sa récente observation dans les Pays Baltes (la première observation date de 2011 en Estonie). Cette expansion a provoqué des inquiétudes par rapport aux potentiels effets négatifs sur d’autres espèces sauvages et le bétail (par prédation ou transmission de pathogènes). C’est pourquoi le chacal doré a été classé comme espèce exotique potentiellement invasive dans ces pays.

Dans le cadre de cette étude, des tests ADN ont été réalisés sur 97 individus provenant de 5 régions différentes : l’Europe du Sud-Est, le Caucase, les Pays Baltes, le Sud de la Grèce et l’île de Samos.

Les données génétiques ont montré que les chacals baltes sont originaires du Caucase et de l’Europe du Sud-Est. Cette donnée implique que les chacals ne peuvent pas avoir été introduits par les humains (il est peu probable que des chacals aient été capturés à deux endroits différents pour les faire passer dans les Pays Baltes). De plus, des recherches précédentes ont prouvé que les chacals dorés solitaires pouvaient parcourir des centaines de kilomètres en traversant des environnements dominés par l’homme, ce qui justifie la récente expansion.

Les chercheurs déclarent que le classement du chacal doré comme espèce invasive est incorrect, puisqu’il ne répond pas aux trois critères que cela implique. Si la population a rapidement augmenté, les preuves du danger qu’il représente pour la biodiversité locale sont limitées et enfin, comme le montre cette étude, le chacal n’est pas une espèce non-indigène introduite par l’homme.

Les auteurs suggèrent de développer des stratégies internationales pour sa gestion et son suivi, comme pour les autres grands carnivores. [V.L.]

Rutkowski R., Krofel M., Giannatos G., Ćirović D., Männil P. et al. (2015). A european concern ? Genetic structure and expansion of golden jackals (Canis aureus) in Europe and the Caucasus. PLoS ONE 10(11) : e0141236. DOI :10.1371/journal.pone.0141236.

 

Le Pygargue à queue blanche sillonne la Dyle [1479]

 

Pygargue

 

Observé pour la première fois en 2014 dans la réserve naturelle de Grootbroek, le pygargue à queue blanche continue de sillonner la vallée de la Dyle pour la 4e année consécutive. C’est l’un des plus grands rapaces d’Europe : son envergure oscille entre 1,9 et 2,4 mètres.

Son aire de distribution habituelle s’étend du Groenland au Japon et du pourtour de la Méditerranée jusqu’aux régions boréales.

Sa population avait fortement diminué jusque dans les années ‘80, à cause de la diminution de son habitat, de la pollution et du drainage des zones humides. La situation s’est heureusement inversée.

L’individu observé dans la vallée de la Dyle est probablement un jeune d’une colonie nichant au Pays-Bas, migrant vers le Sud. [V.L.]

Pôle Ornitho Natagora Brabant wallon, 7 février 2016.

 

Impacts des accords de la COP21 sur les forêts [1480]

L’objectif principal ressortant des accords de Paris est de maintenir le seuil d’augmentation de température à « beaucoup moins de 2 à 1,5 °C ». Cette proposition prévoit une réduction globale des émissions pour la seconde moitié du siècle (art. 4§1). Néanmoins, la formulation est ambiguë : « parvenir à un équilibre entre les émissions anthropiques par les sources et les absorptions anthropiques par les puits de gaz à effet de serre au cours de la deuxième moitié du siècle ». Le terme « équilibre » implique que les émissions peuvent être compensées par la séquestration de carbone. Le risque est que les pays se concentrent sur la compensation plutôt que sur la réduction d’émission.

L’article 4 précise également que les efforts devront être réalisés sur la base de l’équité, dans le contexte du développement durable et de la lutte contre la pauvreté. Des solutions comme l’interruption de la destruction des forêts et la restauration des écosystèmes est donc à privilégier sur la séquestration de carbone par de grandes monocultures et culture biotechnologiques.

L’article 5 s’intéresse aux forêts : les parties sont invitées à conserver et améliorer les écosystèmes naturels, y compris les forêts (art. 5§1). Dans l’article 5§2, les parties sont encouragées à appliquer et étayer le cadre existant « REDD+ ».

L’article 6 traite des lignes directrices pour le marché du carbone et les nouveaux mécanismes de compensations.

Un projet de compensation où les réductions d’émission à un endroit permettent des émissions continues à un autre n’a pas sa place dans un monde visant à limiter la hausse de température à 1,5 °C précise l’auteur. Rien n’est énoncé au niveau de l’insertion des compensations par la forêt ou par les terres dans le marché du carbone mais le débat n’est pas clos. Les nouvelles règles devraient empêcher de façon permanente l’utilisation des terres pour compenser l’utilisation continue de carburants fossiles. [V.L.]

Dooley K. (2016). What does the Paris climate agreement mean for forests and forest peoples’ rights ? Forest Watch Special Report – Paris Climate Conference, fern.org

 

Le cake du bûcheron [1481]

Ce gâteau en forme de souche est entièrement comestible (même la hache, si, si). L’intérieur rouge et noir fait référence à la célèbre chemise à carreaux des bûcherons. L’auteur, Elizabeth Marek, propose un tutorial pour suivre pas à pas sa confection.

 

cake

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Sugar Geek Show

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