Impact du changement climatique sur les forêts en méditerranée

Avec une augmentation des températures et une baisse des précipitations au printemps et en été, la région méditerranéenne est particulièrement touchée par le changement  climatique. De 1998 à 2007, la région a subi une série d’années exceptionnellement chaudes et sèches avec une hausse des températures de 1,2°C sur la période qui laisse présager le climat du futur. Les scientifiques d’Irstea du centre d’Aix-en-Provence analysent la réponse des peuplements forestiers au changement climatique pour évaluer la productivité et la santé des arbres dans le futur.

15 ans d’étude des écosystèmes méditerranéens pour anticiper le futur

Entre 1995 et 1998, les chercheurs d’Irstea ont mis en place un réseau de placettes (surfaces localisées et délimitées servant à réaliser des inventaires de végétation) installées en Provence. Riche de 325 placettes, ce dispositif a permis de constituer une base de données, essentielle à la compréhension de l’évolution de la structure des écosystèmes forestiers. Ces données ont servi à calibrer un modèle simulant l’évolution de la végétation par rapport aux variations potentielles des conditions climatiques. Ce modèle, véritable outil de prédiction, permet de suivre les adaptations de la flore méditerranéenne face au changement climatique. Ces scénarios prédictifs facilitent aussi le travail des décideurs pour définir leur politique à court et parfois à long terme.

Zone d'étude en Provence, 2010 © M. Vennetier / Irstea

Après la période de fortes sécheresses et canicules entre 2003 et 2007, les chercheurs ont réalisé en 2008, 10 ans après les premières mesures, une nouvelle campagne de terrain sur les différents sites. Elle a permis de vérifier l’exactitude du modèle développé à Irstea sur le comportement des végétaux en fonction de la disponibilité de l’eau. Ces nouvelles données montrent :

  • des variations entre 5 et 15 % de la composition de la flore
  • le remplacement partiel des espèces les plus exigeantes en eau par des espèces plus résistantes à la chaleur et à la sécheresse.

Cette observation de terrain renforce l’hypothèse que ces différences peuvent être dues aux changements climatiques. Néanmoins, un suivi régulier de ces parcelles serait nécessaire pour confirmer qu’il ne s’agit pas d’un phénomène passager et réversible.

Pour les arbres, 3 options : migrer, s’adapter ou mourir.

Rien n’est moins mobile qu’un arbre ! La colonisation d’une zone géographique par une espèce est influencée par de nombreux facteurs historiques, physiologiques et biologiques (compétition avec d’autres espèces ou/et parasites). Pour faire face à la rapidité des changements globaux, les arbres ont deux options : migrer vers des conditions environnementales plus clémentes ou s’adapter à ce nouvel environnement.

  • Migrer : la population de l’espèce en question modifie sa répartition spatiale, non pas en migrant physiquement comme les animaux mais en se disséminant par graines au-delà des bornes de son territoire habituel (par exemple, un peu plus vers le nord mais moins vers le sud). C’est une façon pour l’espèce de suivre la zone climatique la plus favorable à sa croissance.
  • S’adapter : réponse physiologique fortement dépendante des possibilités intrinsèques à l’espèce. Certains arbres peuvent s’adapter à la sécheresse en retardant ou en avançant leur floraison, l’apparition de leur fruit (fructification), ou en réduisant la taille de leurs feuilles. C’est une façon pour l’espèce de survivre sous de nouvelles conditions environnementales.
  • Mourir : lorsque que les conditions climatiques empêchent toutes formes d’adaptation d’une espèce, c’est l’extinction partielle ou totale.

Rameau mort par le froid © M. Vennetier / Irstea

La mortalité chez les arbres est un processus difficile à comprendre dans le fonctionnement des forêts car plusieurs causes peuvent se conjuguer :

  • La chaleur : La canicule de 2003 a directement provoqué la mort des espèces les moins adaptées aux fortes chaleurs. Les premiers symptômes, les brûlures : les feuilles ou les aiguilles roussissent au soleil.
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  • Le froid : C’est la mort la plus surprenante associée au changement climatique qu’on assimile trop facilement à un simple réchauffement. Elle entraîne des dégâts considérables au printemps. En effet, les arbres ne subissent pas suffisamment de froid en hiver : ils n’entrent donc pas en état de dormance (mise en veille du système physiologique). Leurs vaisseaux conducteurs de sève en pleine activité sont alors endommagés lors de gels se produisant entre février et avril. Ils peuvent perdre de nombreuses branches et même en mourir.
  • La soif : Canicule et sécheresse augmentent le stress lié à l’eau. Les arbres augmentent leur consommation en eau, mais la ressource est limitée par les précipitations souvent imprévisibles.
  • La faim : Pour survivre à un stress associé à la température et au manque d’eau, les arbres puisent dans leurs réserves. Or celles-ci ne sont pas illimitées. Si les arbres ne les régénèrent moins vite qu’ils ne les utilisent, ils finissent par se retrouver à court de ressources pour subsister. La mort peut survenir ainsi jusqu’à 10 ans après un accident climatique.
  • L’agression : Affaiblis par le climat, les arbres sont moins résistants aux agresseurs (insectes, champignons, maladies). Le climat peut aussi favoriser la prolifération des parasites endémiques de la région et par l’arrivée de nouvelles espèces exotiques (cas des scolytes au Canada, aux Etats-Unis et au Mexique).

La mort des arbres est un phénomène progressif qui est souvent associé à des seuils établis pour chaque espèce. Il ne touche pas uniquement les arbres mais aussi le sous-bois et favorise une accumulation de biomasse morte et sèche qui peut entrainer un risque accru d’incendies, quelques soient les conditions climatiques.

L’impact du changement climatique sur la végétation

Le changement climatique a un effet bénéfique et néfaste à la fois : la hausse du CO2 atmosphérique favorise la croissance des arbres en facilitant la photosynthèse mais contribue au réchauffement climatique. Une température plus chaude allonge la saison de croissance mais peut accroître aussi la durée et l’intensité de la sécheresse, avec des effets défavorables. Elle influe directement sur la répartition des végétaux. L’accessibilité de l’eau conditionne la composition de la flore méditerranéenne et sa répartition, les changements attendus amplifieraient l’influence de l’eau sur la végétation. La flore sera inévitablement confrontée à des périodes plus longues de stress hydrique.

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