Groupe d'étude et d'expertise Diversité Adaptative des Arbres Forestiers (GeeDAAF)

Contexte

Conserver et bien utiliser la diversité génétique présente au sein des espèces d'arbres forestiers est indispensable pour maintenir la capacité d'adaptation et la productivité des forêts confrontées au changement climatique et à d'autres adversités. La sélection naturelle est le "moteur" de l'évolution des espèces et de leur adaptation aux modifications de leur environnement. Ce moteur a besoin d'un "carburant" : la diversité génétique naturellement présente dans chaque espèce.

Face au changement climatique qui menace la stabilité des écosystèmes forestiers et aux incertitudes sur ses incidences futures, il est essentiel d’optimiser la diversité génétique des arbres, en particulier au moment du renouvellement des parcelles forestières par régénération naturelle ou par plantation. En outre il est également important de développer la production de bois pour réduire le déficit commercial de la filière bois française et limiter l'impact écologique des importations massives en provenance de forêts boréales ou tropicales.

Notre groupe apporte son appui au Ministère chargé des forêts pour définir et mettre en œuvre les politiques publiques dans ce domaine : conservation des ressources indigènes, choix des provenances de graines pour les plantations, évaluation des variétés améliorées.

Problématiques et méthodes

Les sylviculteurs ont besoin de variétés à croissance rapide qui répondent à la demande du marché  et présentent un bon niveau de résistance aux aléas du milieu (maladies, sécheresse, gelées tardives ou précoces, ...). Il est donc nécessaire d’étudier comment intégrer les prédictions du changement climatique dans les recommandations destinées aussi bien aux prescripteurs des mesures de conservation qu’aux reboiseurs, tout en tenant compte de l’évolution des besoins des utilisateurs et des attentes de la société.
Pour conserver durablement la capacité d'adaptation des espèces d’arbres forestiers et valoriser au mieux leur diversité génétique, il faut d'abord étudier cette diversité et notamment celle de caractères adaptatifs comme la phénologie (ex: tardiveté d'ouverture des bourgeons) et leur capacité de résistance aux accidents climatiques et à diverses maladies. C'est ce que nous réalisons, tant sur des populations naturelles (ex: ormes) que sur des variétés issues de l'amélioration génétique (conifères à croissance rapide et peupliers).
Par ailleurs, nous  assurons des actions de coordination nationale (ex: Secrétariat de la Commission des Ressources Génétiques Forestières) et d’expertise technique (ex: sélection des peuplements porte-graines).

Objectifs d’expertises et principaux projets

Nos expertises ont pour objectifs de contribuer à favoriser la diversité génétique des arbres forestiers à long terme, choisir les provenances et les variétés améliorées utilisables pour les reboisements répondant le mieux à un compromis entre performance et diversité génétique et fournir les informations pour guider les reboiseurs dans leur choix sans nuire aux ressources indigènes.

Conservation des ressources génétiques forestières

La conservation des ressources génétiques des arbres forestiers ne doit pas se limiter à préserver "statiquement" ce qui semble menacé de disparition. Il importe en effet moins de fixer le passé que de préparer l’avenir. Dans cette perspective évolutionniste, on préconise la conservation “dynamique” des ressources génétiques, consistant à favoriser la reproduction sexuée et à laisser la sélection naturelle s’exercer. La Commission des Ressources Génétiques Forestières (CRGF) et le programme paneuropéen EUFORGEN (European Forest Genetic Resources Programme), dans lesquels nous apportons notre expertise, recommandent un ensemble de mesures simples pour préserver cette diversité.
En appui au Ministère de l'agriculture, nous assurons le Secrétariat technique de la CRGF et nous conduisons le programme national de conservation des ressources génétiques des trois espèces d'ormes indigènes, victimes de l'épidémie de graphiose. Ce programme comprend un volet statique, basé sur une Collection nationale de clones originaires de diverses régions françaises (430 clones), et un volet dynamique, axé principalement sur la conservation in situ de populations d'orme lisse (Ulmus laevis), mise en œuvre dans les bassins de la Garonne et de la Loire en partenariat avec les naturalistes gestionnaires des sites concernés.

Au niveau international, nous avons coordonné un projet européen sur la conservation ex situ des ormes dans neuf pays de l’Union européenne et nous collaborons au programme EUFORGEN.

Sélection de peuplements porte-graines

Hormis certaines espèces à croissance rapide (pin maritime, Douglas, mélèzes, peupliers, merisier, ...) qui ont fait l'objet de programmes d'amélioration génétique, une forte proportion des plants utilisés en reboisement proviennent de graines récoltées en forêts. Afin de garantir la traçabilité de l'origine de ces graines et leur qualité génétique, les récoltes doivent être effectuées en conformité avec la réglementation (code forestier et Directive européenne). Pour de nombreuses espèces, ces récoltes ne sont autorisées que dans des peuplements dûment inscrits dans un registre national, après visite d’un expert qui s'assure de la qualité globale des arbres (vigueur et forme, état sanitaire, ...).
Depuis les années 1970, le Cemagref assure, sur l’ensemble du territoire national, la sélection des peuplements porte-graines et la gestion des informations administratives et techniques qui leur sont attachées.
Dans le contexte d'incertitude climatique, ce travail courant se double d'une réflexion de fond sur la nature et l'ampleur des modifications à apporter dans les critères de sélection des peuplements porte-graines ainsi que dans les conseils d'utilisation des différentes provenances de plants. Dans quelle mesure doit-on encourager la "migration assistée" de provenances plus méridionales vers des zones d'utilisation où l'on peut craindre que la provenance locale ne soit plus adaptée aux conditions climatiques prévues par les climatologues pour la seconde moitié de ce siècle ? De ce fait, notre groupe s'implique actuellement dans les travaux des collectifs de recherche sur la migration assistée tout en dialoguant avec les représentants de la filière (marchands grainiers, pépiniéristes, reboiseurs), les décideurs en charge des politiques publiques concernées (MAAPRAT et MEDDTL) et nos homologues étrangers.

Evaluation de variétés forestières améliorées

La France s'est dotée d‘un programme de vergers à graines dont la conception a été confiée à l'INRA et au Cemagref et dont la gestion est assurée conjointement par l'ONF et la société Vilmorin. Ce programme concerne essentiellement les conifères à croissance rapide. Un programme d’amélioration  de variétés clonales de peuplier destinées à la production de contreplaqué, d'emballage léger et de pâte à papier est également conduit.
Nos travaux ont contribué à la mise en production des vergers à graines de l'Etat, qui alimentent désormais de façon significative le marché des graines et plants forestiers.
La seconde étape, entamée depuis une quinzaine d'années, consiste à vérifier la qualité des variétés issues des vergers à graines au moyen de tests en forêt pour :

• quantifier les gains par rapport à des témoins connus,
• évaluer des critères concernant l'adaptation au site (survie, état sanitaire, sensibilité au gel, à la sécheresse), la croissance et des indicateurs de qualité du bois (forme, branchaison).

Nous gérons plus de 30 tests d‘évaluation de Douglas, mélèzes, pins, épicéa répartis sur tout le territoire métropolitain, soit 20 000 arbres à mesurer individuellement. Cette activité est souvent réalisée en collaboration avec d'autres organismes, notamment l'lNRA, l‘ONF et le CNPPF. Actuellement, nous coordonnons l'installation d'un vaste réseau d'essais qui permettra de définir les conditions d'utilisation des 8 vergers de Douglas français dans un contexte climatique en évolution.

Membre du GIS peuplier, le Cemagref participe à l’évaluation agronomique et sanitaire de cultivars afin de sélectionner les plus intéressants pour la populiculture française. Nous contribuons également à la création de nouvelles variétés associant productivité et tolérance envers différentes maladies, en particulier foliaires. Ces actions visent toutes à élargir la palette de variétés cultivées dans une perspective d’évolution des milieux et de la pression des agents pathogènes. Nous suivons plus de 100 dispositifs, soit un total d’environ 40.000 arbres à mesurer.

Pour une majorité des tests d’évaluation des variétés résineuses issues de vergers et des cultivars de peuplier, les modifications rapides de l’environnement imposent un suivi renforcé du comportement des arbres et des moyens de détection précoce. Pour cela le Cemagref a souhaité s’engager dans une nouvelle méthode de diagnostic avec l’utilisation de la télédétection à très haute résolution.

Statistiques sur l’évolution du marché national des graines et des plants

Disposer de données annuelles sur les récoltes de graines et sur la production et les ventes de plants permet d’apprécier l’adéquation de l’offre et de la demande, de suivre les tendances et de disposer d’un indicateur de l’utilisation des ressources génétiques forestières. Cet outil de suivi à court et moyen terme s’avère particulièrement utile dans la perspective du changement climatique

Composition de l'équipe

Publications

2011

• Frascaria Lacoste N. ; Henry A. ; Gérard P. ; Bertolino P. ; Collin E. ; Fernandez Manjarres J. (2011) Should Forest Restoration with Natural Hybrids be Allowed ? Restoration Ecology, 19 (6), p. 701-704.

2010

• Collin E. (2010) Conserver la biodiversité intra-spécifique des arbres forestiers en France et en Europe. Sciences Eaux et Territoires, n° 3, p. 26-33.

2009

• Le Bouler H. ; Collin E. (2009) La valorisation des ressources génétiques des arbres forestiers conservées dans les Collections nationales françaises. Revue Forestière Française, vol. 61, n°5, p. 447-455.
• Baldet P. ; Colas F. ; Bettez M. (2009) Water activity - An efficient tool for seed testing. Tree seed working group news bulletin-Canadian Forest Genetics Association, n° 50, p. 15-17.

2007

• Loyer S. ; Bilger I. (2007) Enquête sur la production et la vente de plants forestiers en France : campagne 2005-2006. La Forêt Privée, n° 295, p. 28-29.
• Collin E. (2007) La conservation des ressources génétiques des ormes. Forêt Entreprise, n° 175, p. 29-32.

2006

• Philippe G. ; Baldet P. ; Heois B. ; Ginisty C. (2006) Reproduction sexuée des conifères et production de semences en vergers à graines. Quae, 570 p.
• Philippe G. ; Matz S. ; Curnel Y. ; Jacques D. ; Lee S. (2006) Premiers enseignements d'un réseau européen de plantations comparatives de variétés de mélèze hybride (Larix x eurolepis Henry). Ingénieries - E A T, n° 45, p. 73-86.
• Pâques L.E. ; Philippe G. ; Prat D. (2006) Identification of European and Japanese larch and their interspecific hybrid with morphological markers: application to young seedlings. Silvae Genetica, vol. 55, n° 3, p. 123-134.
• Angelier A. ; Héois B. ; Philippe G. ; Baldet P. ; Plas G. ; Matz S. (2006) Evaluer les variétés forestières résineuses issues de vergers à graines : premiers résultats des réseaux expérimentaux ONF-Cemagref. Rendez-vous Techniques ONF, n° 14, p. 51-58.

2005

• Goodall Copestake W.P. ; Hollingsworth M.L. ; Hollingsworth P.M. ; Jenkins G.I. ; Collin E. (2005) Molecular markers and ex situ conservation of the European elms (Ulmus spp.). Biological Conservation, vol. 122, n° 4, p. 537-546.
• Pinon J. ; Husson C. ; Collin E. (2005) Susceptibility of native French elm clones to Ophiostoma novo-ulmi. Annals of Forest Science, vol. 62, n° 7, p. 689-696.
• Solla A. ; Bohnens J. ; Collin E. ; Diamandis S. ; Franke A. ; Gil L. ; Buron M. ; Santini A. ; Mittempergher L. ; Pinon J. ; Vanden Broeck A. (2005) Screening European elms for resistance to Ophiostoma novo-ulmi. Forest Science, vol. 51, n° 2, p. 134-141.