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Effet de la sécheresse sur des reboisements d'eucalyptus. © ETIENNE Michel

La forêt face au réchauffement climatique

Des réponses au cœur des arbres

Les forêts poussent de plus en plus vite depuis un siècle. En s’appuyant sur des analyses chimiques du bois les chercheurs tentent de savoir dans quelle mesure cette croissance accélérée est due aux effets du changement climatique, à l’augmentation de l’azote dans l’air ou aux pratiques sylvicoles.

Mis à jour le 14/02/2013
Publié le 16/01/2013

En mesurant très précisément la largeur des cernes, on peut évaluer la productivité des forêts année après année. © COCHARD Hervé
En mesurant très précisément la largeur des cernes, on peut évaluer la productivité des forêts année après année. © COCHARD Hervé
On a tous fait de la dendrochronologie en comptant les cernes d’un arbre coupé pour connaître son âge. Les chercheurs se livrent au même exercice en prélevant des petites carottes de bois dans le tronc, mais ils en retirent quelques informations supplémentaires... En mesurant très précisément la largeur des cernes, ils peuvent évaluer la productivité des forêts année après année. Grâce, entre autres, aux chercheurs de Nancy, cette approche a fourni un des résultats les plus importants en recherche forestière de ces dernières années : les forêts poussent de plus en plus rapidement depuis environ un siècle et notamment en Europe depuis quelques décennies. Dans quelle mesure le phénomène est-il dû aux effets du changement climatique, à l’augmentation des dépôts atmosphériques d’azote ou aux pratiques sylvicoles ? Pour élucider la question, les chercheurs analysent de plus en plus finement la composition chimique des cernes de bois. Les progrès dans ce domaine permettent non seulement de déterminer l’impact de l’évolution des conditions environnementales mais ils autorisent aussi une plongée au cœur du fonctionnement de l’arbre.

Quand les arbres font la fine pousse

De nombreuses recherches reposent actuellement sur l’étrange propriété qu’ont les plantes de « choisir » le type de carbone qu’elles assimilent. Comme tous les éléments, celui-ci existe sous plusieurs formes plus ou moins répandues : les isotopes. L’atmosphère renferme par exemple environ 99 % de carbone 12 (12C) et 1% de carbone 13 (13C). Or, pendant la photosynthèse le 12C, plus léger, est plus facilement assimilé. Il existe donc une différence de composition entre le carbone présent dans l’atmosphère et celui de la biomasse qui présente un moindre taux de carbone lourd 13C. Le phénomène devient encore plus intéressant quand on sait que cette discrimination varie en fonction de l’environnement. Ainsi, en période de stress hydrique, les arbres ne se permettent plus de choisir et on retrouve un plus fort taux de carbone lourd dans le bois. En dosant précisément ces isotopes dans la cellulose du bois, les chercheurs obtiennent donc un véritable enregistreur en continu du fonctionnement passé de l’arbre en lien avec son environnement. Ils découpent même les cernes en tranches très fines pour accéder à l’information semaine après semaine pendant une saison de végétation.

D’autres éléments comme l’oxygène ou l’azote sont étudiés de près. La signature isotopique de l’oxygène dans la plante et dans le sol permet, entre autres, de savoir quelle source d’eau elle utilise, pluies récentes, eau des couches profondes du sol ou bien remontée des nappes phréatiques. In fine, grâce à ces études, les chercheurs espèrent comprendre le comportement physiologique des essences sous contraintes hydriques ou nutritionnelles. Il s’agit de répondre à des questions essentielles. Comment réagit chaque essence face au manque d’eau par exemple ? Met-elle le carbone en réserve pour mieux résister aux ravageurs et repartir de plus belle la saison suivante ou bien l’utilise-t-elle pour construire des racines qui vont aller puiser plus profond ? Quelles stratégies d’acquisition de l’eau et de l’azote sont les mieux adaptées aux contraintes futures ? De quoi éclairer les choix à faire pour l’avenir.