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Un réseau de parcelles de surveillance pour la gestion des forêts dans le cadre des changements environnementaux. Mythe ou réalité ?

nous vous proposons trois mythes et réalités portant sur la réponse des forêts canadiennes aux changements climatiques

Daniel Kneeshaw, Catherine Léger-Beaulieu, Loïc D'Orangeville, Daniel Houle, Louis Duchesne.

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Dans les années à venir, les changements climatiques bouleverseront sans contredit nos forêts et seront d’autant plus importants dans les écosystèmes forestiers de hautes latitudes. Les menaces qui pèsent sur nous viendront de plusieurs fronts : une augmentation des feux de forêt, des épidémies d’insectes potentiellement plus sévères, ainsi qu’une augmentation des sécheresses et coups de chaleur chez les arbres. Ailleurs dans le monde, des signes inquiétants de ces changements sont déjà perceptibles. On pense entre autres aux grands feux vécus dernièrement en Australie, en Californie et dans l’Ouest canadien, aux épidémies d’insectes qui se rendent sur des territoires qui ont été épargnés dans le passé (comme le Dendroctone du pin (Dendroctonus ponderosae) qui a traversé les Rocheuses vers l’Est canadien), ainsi qu’aux centaines de millions de morts d’arbres causées par les sécheresses en Californie, Texas, Chine, Europe, du nord de l’Australie et même dans les forêts tropicales humides de l’Amazonie.

Au Canada, on peut se demander en raison de nombreuses communautés dépendantes de la foresterie en région : « Qu’est-ce que l’avenir réserve pour nos forêts? ». Déjà, les années 2000-2021 ont été parmi les plus chaudes et plus sèches du dernier siècle. En ce sens, la réponse de nos forêts à ces changements climatiques pourrait vraisemblablement nous donner des indices quant aux afflictions de l’avenir. Nous nous demandons donc si avec un assèchement tel qu’il est observé ailleurs dans le monde :

Dans la section suivante, nous vous proposons trois mythes et réalités portant sur la réponse des forêts canadiennes aux changements climatiques, soit :

  • Mythe 1 : l’assèchement climatique sera néfaste pour toutes les forêts ;
  • Mythe 2 : les traits (caractéristiques) d’une espèce déterminent sa vulnérabilité à la sécheresse ;
  • Mythe 3 : les mécanismes de résistance des régions déjà soumises aux stress hydriques seraient les mêmes au Québec.

Mythe1 : L’assèchement climatique sera néfaste pour toutes les forêts

Pour répondre à cette question, nous avons utilisé la dendrochronologie (étude des cernes de croissance) d’un arbre dominant et emblématique de la forêt boréale : l’épinette noire (Picea mariana). Grâce au travail des techniciens du Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs (MFFP), nous avons réussi à analyser presque 27 000 séries de cernes de croissance prélevés auprès d’épinettes noires dans un territoire de plus de 580 000 km² afin de tester l’hypothèse que la croissance diminuera lors des périodes de sécheresse.

Nos analyses ont montré que, dans le Sud-Ouest du Québec, l’eau au sol a été fortement corrélée à la croissance des tiges des épinettes noires qui s’y retrouvaient. Cependant, la réponse contraire a été observée au Nord-Est de la forêt boréale québécoise. En effet, dans cette région du Nord-Est, les arbres ont eu une croissance moindre lorsque l’eau au printemps était abondante et les meilleures croissances ont été observées aux années ayant un printemps sec. 

Il faut également considérer qu’au Québec une grande quantité de neige tombe l’hiver (plus de 6 m dans plusieurs endroits) et que la fonte de celle-ci peut être tardive. Cela fait en sorte que les sols sont d’abord gelés et par la suite imbibés d’eau jusqu’à la fin mai, voire jusqu’au début du mois de juin parfois. Ces sols froids et humides empêchent la croissance des arbres. C’est pourquoi un réchauffement et assèchement au printemps peut potentiellement être bénéfique pour la croissance des arbres dans le Nord-Est du Québec, alors que le contraire est aussi valide pour les arbres dans le Sud-Ouest du Québec et dans d’autres régions chaudes et sèches comme l’Ouest canadien.  

Mythe 2 : Les traits (caractéristiques) d'une espèce déterminent sa vulnérabilité a la sécheresse

Nous avons aussi remarqué que les observations et découvertes provenant d’ailleurs ne s’appliquent pas toujours bien chez nous, au Québec. Par exemple, dans l’Ouest canadien, des chercheurs étudiant les traits fonctionnels des arbres ont proposé une échelle de résistance des arbres de la forêt boréale canadienne à la sécheresse. Selon leur proposition, les arbres comme le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) seraient très vulnérables à la sécheresse. Toutefois, nos observations au Québec nous ont amenés à questionner ceci. Nous avons donc décidé de confronter nos opinions avec les données des autres chercheurs afin d’évaluer la résistance des espèces boréales aux sécheresses du Québec. Pour ce faire, nous avons regardé des milliers de placettes de suivi de l’état vivant ou mort des différentes espèces d’arbres au Québec entre 1970 à 2010.

Cette analyse a permis d’observer une mortalité accrue des espèces comme le bouleau blanc (Betula papyrifera) et le sapin baumier (Abies balsamea), laquelle a été reliée aux indices de climat, tels que l’augmentation de chaleur et la diminution de précipitations. En contraste partiel aux résultats obtenus dans l’Ouest canadien, deux espèces boréales se sont montrées très résistantes aux sécheresses, soit : le peuplier faux-tremble (classé peu résistant) et le pin gris (Pinus banksiana) (classé très résistant).

Notre analyse de 50 ans de données de mortalité et de survie réalisée au Québec montre ainsi que les conclusions tirées d’ailleurs en ce qui a trait à la réponse des arbres aux sécheresses devraient également être testées ici au Québec, car elles ne s’appliquent pas nécessairement avec la réponse observée ailleurs.

fig1. peuplier faux-tremble, pin gris

Mythe 3 : Les mécanismes de résistance des régions déjà soumises aux stress hydriques seraient les mêmes au Québec

Plusieurs arbres des régions sèches, les espèces dites isohydriques, ferment leurs stomates lors d’une sécheresse pour réduire la perte d’eau et minimiser la rupture des colonnes d’eau nécessaire au transport de l’eau des racines vers des feuilles. La cavitation ou l’embolisme dans une colonne d’eau, si répandu dans plusieurs vaisseaux (tuyaux) dans un arbre, peut mener à sa mort. C’est pourquoi cette stratégie de fermer les stomates lors des moments secs peut protéger un arbre et lui permettre de survivre. Cependant, si ses stomates sont fermés trop longtemps, l’arbre peut « mourir de faim » en raison de l’arrêt de la photosynthèse et du manque de production de carbohydrates.

Dans les régions sèches, les pins (Pinus sp.) sont considérés résistants aux sécheresses grâce à leur capacité à fermer leurs stomates et donc à prévenir la perte d’eau lors d’une période sèche. Nous avons proposé que nos pins au Québec, souvent associés aux milieux secs, utiliseraient cette même stratégie afin d’être résistants aux sécheresses.

Dans les serres de l’Université du Québec à Montréal (UQAM), nous avons fait subir à des semis (jeunes arbres) de pin gris, un gradient de stress hydrique, avec l’attente que la photosynthèse et la croissance diminueraient avec une réduction d’eau disponible. Les conditions contrôlées en serres nous ont permis de tester précisément les quantités d’eau et de chaleur reçues par chaque arbre.

En contraste avec d’autres espèces évaluées lors de cette expérience, nous n’avons pas observé un changement de photosynthèse ou de croissance chez le pin gris, comme nous nous y attendions.

Effectivement, nos observations montrent que le pin gris commence à pousser rapidement après la fonte des neiges, en fait 2 à 4 semaines plus tôt que d’autres espèces boréales. Cette croissance hâtive permettrait au pin gris d’éviter un manque d’eau qui peut arriver plus tard dans la saison.

Dans la même optique, l’adaptation du pin gris à l’hiver et à la neige permettrait à cette espèce d’employer des stratégies différentes que ses consœurs des pays sans neige.

Fig2. Conditions hivernale et printanière

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