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L'impact du climat sur la croissance des arbres en France : plus hauts, moins denses

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En France, les arbres de forêts grandissent plus vite qu'avant. En 100 ans, les chênes ont pratiquement gagné 10 mètres de plus ! Quelles sont donc les raisons du « géantisme » des arbres de nos forêts ? Au Cemagref, des chercheurs se sont intéressés au pin laricio, au chêne et au pin d'Alep pour comprendre l'accélération de leur croissance.

Cette actualité a été publiée à l'occasion de la semaine du développement durable.

Le climat a-t-il un impact sur la croissance des arbres ? Pour répondre à cette question, il faut pouvoir comparer la croissance actuelle des arbres avec ce qu'elle était autrefois. La mesure de la croissance de l'arbre peut être repérée par un accroissement du diamètre de son tronc et par une augmentation de sa hauteur. Le prélèvement d'un morceau du tronc par carottage permet de connaître l'âge, la vitesse de croissance et la densité du bois.
Ces mesures sont précieuses mais le diamètre du tronc dépend aussi des techniques utilisées en sylviculture. Ainsi, en futaie régulière, plus un peuplement est dense avec des arbres serrés, moins le tronc est épais. En revanche, la croissance en hauteur de l'arbre est plus indépendante du mode de gestion de la forêt. Il suffit de calculer la distance entre deux verticilles (départs des branches sur le tronc) pour connaître la croissance annuelle de l'arbre. Cette technique permet de remonter le temps en mesurant la distance entre chaque départ de branches, du sommet de l'arbre vers son pied. Si cette technique est relativement facile à appliquer aux résineux, véritables modèles du genre, elle se complique pour les feuillus qui ne présentent pas de verticilles. Un modèle de croissance élaboré pour chaque essence permet, avec l'âge et la hauteur actuelle de l'arbre de connaître la taille de l'arbre tout au long de sa vie. Et là les résultats sont surprenants.

La forêt d'aujourd'hui, pouponnière pour les géants de demain

Une étude menée en France par Jean-Michel Gilbert dans la région Centre et des Pays de Loire a porté sur le pin laricio en futaie régulière. Une centaine de peuplements âgés de 15 à 70 ans ont été étudiés. La croissance en hauteur des jeunes peuplements est de 20 à 30 % supérieure à celle des peuplements plus âgés. De même, Laurent Bergès a étudié des peuplements de chênes dans les Pays de Loire, dans le Centre et le Nord-Est de la France dont l'âge varie de 50-60 ans à 180 ans. Les mesures de la hauteur des arbres révèlent que les jeunes peuplements sont plus grands que les vieux peuplements au même âge. En dix ans, les arbres sont plus hauts de 1 mètre. Cela représente tout de même entre 8 et 10 mètres de gagnés en 100 ans. La biomasse a augmenté de 62 % entre 1811 et 1993. Elle est passée de 10,4 kg/m3 à 16,8 kg/m3. Depuis 70 ans, 1,5 fois plus de bois est produit en une saison. Cette tendance s'accélère encore depuis la fin des années 50. Un résultat positif mitigé cependant par une densité du bois légèrement plus faible.

En Provence, le constat est le même. Une étude menée par Michel Vennetier sur des futaies irrégulières de pins d'Alep a mis en évidence l'augmentation de la croissance du pin depuis une centaine d'années. 215 placettes ont été disposées dans des peuplements naturels de pins d'Alep. 800 arbres dont l'âge varie de 30 à 180 ans ont été auscultés. La croissance des arbres a aussi été calculée en utilisant leur hauteur. Résultat : depuis la fin du XIX ème siècle, les arbres grandissent plus vite. Leur taille augmente de 4,5 cm par an soit un gain de plus de 4 m en 100 ans. De nos jours, la croissance des arbres s'accélère encore avec 6 cm par an.

Quand les arbres grandissent trop vite

Quelles sont donc les raisons de ce gain de productivité des forêts françaises ? En clair, pourquoi les arbres grandissent-ils plus vite ?

Plusieurs facteurs peuvent jouer sur la croissance des arbres. Les températures ont augmenté en moyenne de ½ degré environ depuis le début du siècle. Le réchauffement du climat rallonge la durée de la saison de végétation de toute l'Europe de l'Ouest. Pour les plantes, le printemps commence plus tôt et l'automne se termine plus tard. En trente ans, une dizaine de jours supplémentaires permettent à la végétation de croître. Dans le sud de la France, il y a même entre 15 à 21 jours de plus. Certes, la concentration atmosphérique en CO2 plus forte joue sur le réchauffement. Elle a augmenté de 25 % depuis 1900. Mais une plus grande quantité de CO2 intervient aussi directement sur la croissance des arbres.
Ainsi, la plupart des expériences menées sous serre avec une teneur en CO2 élevée montrent une stimulation importante de l'accroissement des jeunes arbres. Cependant, il ne faut pas oublier que les dépôts azotés sont plus importants depuis 1950. Ils sont liés à la fertilisation agricole mais aussi aux pollutions industrielles. Un hectare supporte tout de même 15 à 30 kg d'azote pur. Entraînés par les eaux de pluie, ils contribuent à enrichir le sol forestier et profitent aux arbres. Un autre phénomène peut expliquer une plus forte productivité des forêts. En effet, sur les terrains abandonnés par l'agriculture, les sols sont en train de se reconstituer. La fertilité de ces nouveaux sols forestiers s'accroît, favorisant la pousse de la végétation. Dans le cas des futaies irrégulières, un facteur peut biaiser l'ampleur des résultats obtenus. En effet, dans ce cas, la densité du peuplement influence la hauteur des arbres. Lorsqu'un arbre est concurrencé pour la lumière, il pousse plus vite en hauteur. Un arbre isolé en revanche, mettra une bonne partie de son énergie à la fructification et la croissance en diamètre. Alors réchauffement climatique ou meilleure fertilité du sol, ces facteurs favorisent de toute façon ensemble la croissance en hauteur des arbres. Difficile de choisir et pourtant les arbres grandissent de plus en plus vite en même temps que les fluctuations du climat s'affirment...

De nouveaux enjeux de la recherche apparaissent : l'augmentation de la productivité de la forêt par une fertilisation passive (CO2 et apports d'azote) peut entraîner des déséquilibres nutritifs surtout sur des sols pauvres.