OPTMix, une forêt-laboratoire pour étudier les effets du changement climatique

© G. Maisonneuve/Irstea
© G. Maisonneuve/Irstea

A l’instar de tout écosystème, la forêt va devoir s’adapter au changement climatique. Des chercheurs du centre Irstea de Nogent-sur-Vernisson s’appuient sur le site expérimental OPTMix, installé en pleine forêt, pour étudier les pressions subies par l’écosystème forestier, mais aussi tester des solutions de gestion qui permettront d’en atténuer les effets.

Pour rendre la forêt plus résistante et plus résiliente face au changement climatique et tenter de maintenir cet écosystème, sa biodiversité et les services qu’ils rendent, les gestionnaires envisagent actuellement plusieurs stratégies. Parmi elles : privilégier des forêts mélangées qui associent plusieurs essences, et réduire la densité des arbres dans les peuplements.

 

Pour vérifier si ces pistes seront réellement efficaces, les scientifiques de l’unité Ecosystèmes forestiers d’Irstea ont mis en place en 2015 un dispositif expérimental unique en Europe : le dispositif OPTMix (Oak Pine Tree Mixture). Installé dans la forêt domaniale d’Orléans et constitué d’un réseau d’une trentaine de placettes instrumentées (appareils de mesure du microclimat et notamment du bilan hydrique, dendromètres…), ce site0052569(1).jpg doit permettre d’étudier, à moyen et long terme, le fonctionnement des forêts mélangées en milieu tempéré et les diverses pressions qu’elles subissent.

Intérêts du site : il est peuplé de deux essences d’arbres très communes en France - le chêne sessile (feuillu) et le pin sylvestre (résineux) - qui représentent une des associations les plus répandues sur le territoire (permettant ainsi une généralisation des résultats). Par ailleurs, il est équipé pour suivre les impacts liés au changement climatique, mais aussi ceux liés aux populations d’ongulés sauvages (cerf, chevreuil, sanglier) ; ces espèces herbivores qui se nourrissent des jeunes pousses et dont la démographie a augmenté ces trente dernières années en France, peuvent en effet perturber la phase de régénération de la forêt et constituer une contrainte importante pour les gestionnaires forestiers.

« L’enjeu est de comprendre comment ces facteurs agissent, et interagissent, sur la croissance et la productivité de ces essences forestières, mais aussi sur la régénération de la forêt et la biodiversité. Les placettes que nous avons installées nous permettent de comparer différentes situations : certaines sont peuplées d’une seule essence d’arbres (chêne pur, pin pur) et d’autres d’un mélange des deux essences. Chaque type de peuplement (pur, mélangé) est présent sous deux densités différentes : une densité moyenne soit environ 400 arbres par hectare (correspondant à la pratique actuelle) et une densité faible soit environ 200 arbres par hectare. Enfin, certaines placettes sont clôturées et d’autres non, afin d’autoriser ou non l’accès aux ongulés », précise Anders Mårell, chercheur de l’unité Ecosystèmes forestiers.

Premiers résultats sur la régénération des forêts mélangées

Dans le cadre d’une des premières études qui viennent d’être menées grâce au dispositif OPTMix1, les scientifiques se sont intéressés à une pratique utilisée depuis longtemps pour la production de bois de chauffage et de poteaux : la régénération de nouvelles tiges (appelées rejets) à partir de la souche, suite à la coupe de l’arbre à sa base. « Nous voulions savoir si ce processus de régénération dite végétative, par opposition au mode de régénération sexuée qui repose sur le développement d’une graine, pouvait être une méthode pertinente pour renouveler les chênes sessiles dans les forêts mélangées, et si par ailleurs elle était compatible avec la présence des herbivores », explique Anders Mårell.

 

 

Rejets de chêne broutés par les cervidés.
Rejets de chêne broutés par les cervidés. . © J-P. Hamard/Irstea
Biche broutant des rejets
Biche broutant des rejets © Y. Boscardin/Irstea

En comparant le développement des rejets de chênes dans des placettes clôturées et non clôturées, et disposant d’un couvert végétal plus ou moins dense, les scientifiques ont étudié l’effet du broutage des cerfs sur ces repousses2 et ont ainsi mis en évidence plusieurs résultats :

  • la mortalité des repousses est plus élevée dans les placettes fréquentées par les cerfs que dans celles qui en sont protégées ;
  • en présence des cerfs, la croissance des rejets est pratiquement nulle ; les tiges sont maintenues à une hauteur de 20 cm, tandis qu’elles poussent de 50 cm par an dans les placettes protégées ;
  • le chêne, espèce pionnière qui nécessite beaucoup de lumière pour croître, s’avère capable de produire des rejets sous un couvert, même avec un faible niveau de lumière ;
  • enfin, quel que soit le gradient de lumière testé, la croissance reste faible en présence des herbivores, ce qui signifie qu’une forte luminosité ne compense pas l’effet du broutage.

« Ces résultats montrent que le recours à la pratique de coupe/rejets des chênes pour régénérer la forêt mélangée n’est envisageable que sous conditions, soit en maintenant une très faible population d’herbivores, soit en mettant en œuvre des moyens de protection contre ces animaux », commente le chercheur. Cette pratique présente néanmoins un atout : la croissance étant plus rapide par rejet que par régénération sexuée, les jeunes chênes atteignent plus vite la taille qui leur permet d’échapper aux herbivores (respectivement 5 ans contre 15 ans) ; l’installation de protections serait donc nécessaire sur une durée beaucoup plus limitée.

Ces travaux, parmi les premiers d’une longue série que le dispositif OPTMix rend possible, permettront à terme de proposer des recommandations pour aider les gestionnaires à mettre en œuvre des solutions pertinentes pour préserver les forêts face aux changements globaux.

En savoir plus

1- The effect of deer browsing and understory light availability on stump mortality and sprout growth capacity in sessile oak. Forest Ecology and Management 430:134-142. doi:10.1016/j.foreco.2018.08.015

2- Les repousses issues des rejets sont plus nutritives et donc plus appétentes pour les herbivores que les jeunes pousses issues de la régénération sexuée.