Fig. 1. Début de végétation plus précoce: le débourrement dès mars ou avril devient plus fréquent. Photo LFI/WSL
Les changements climatiques modifient fondamentalement la dynamique de croissance de nos forêts. On pourrait penser qu’un climat plus chaud et des périodes de végétation plus longues conduisent à une augmentation de la production de bois et de la fixation du carbone.
TreeNet – Données en temps réel pour la forêt
Fig. 2. Dendromètre utilisé sur un épicéa à Davos. Des dendromètres à pointe, extrêmement précis, mesurent les rayons des troncs toutes les 10 minutes.
Photo: Roman Zweifel (WSL)
Dans une étude récente, le réseau TreeNet démontre, sur la base de mesures à haute résolution réalisées directement en forêt, que cette hypothèse ne se vérifie pas. Dans ce cadre, les rayons des troncs de 228 arbres de cinq essences (sapin, hêtre commun, épicéa, pin sylvestre et chêne) ont été enregistrés en continu pendant onze ans sur 48 sites en Suisse. Ces données ont ensuite été analysées.
Des dendromètres à pointe, extrêmement précis (fig. 2), enregistrent toutes les 10 minutes les variations du rayon des troncs de l’ordre du micromètre. Il en résulte une image unique de la croissance radiale des arbres de plusieurs essences à différentes altitudes, sous différents climats et pour différentes conditions de sol.
Pour plus d’informations sur le réseau TreeNet, consultez l’article «Croissance, eau, signaux d’alerte: données en temps réel pour des forêts en situation de stress climatique».
Résultats de onze années de mesures en continues
En raison du réchauffement à l’échelle globale et régionale, la période de végétation en Suisse commence aujourd’hui beaucoup plus tôt et dure plus longtemps qu’il y a dix ans. Cependant, la fenêtre de temps supplémentaire n’entraîne pas automatiquement une augmentation de la croissance – au contraire, dans de nombreux peuplements, la croissance radiale diminue (fig. 3). Le sapin, le hêtre commun et l’épicéa présentent une diminution significative de la croissance radiale annuelle du tronc entre 2012 et 2022. Aucune tendance claire ne se dégage chez le pin sylvestre et les espèces de chênes, mais elles sont nettement plus sensibles aux chaleurs de fin d’été.
Fig. 3: Tendances de la croissance radiale annuelle du tronc de cinq essences entre 2012 et 2022. Les lignes plus épaisses pour le sapin, le hêtre commun et l’épicéa indiquent des tendances de croissance négatives statistiquement significatives (p < 0,05). Source: Bose et al. 2025.
Il est donc important de faire la distinction entre la période de végétation et la période de croissance radiale: alors que la période de végétation est déterminée par le débourrement et le début de la photosynthèse et dure beaucoup plus longtemps, la période de croissance radiale ne comprend que la période pendant laquelle le tronc croît effectivement. Ici aussi, le démarrage est plus précoce, mais l’augmentation est globalement plus faible. C’est précisément cet aspect que les mesures de TreeNet prennent en compte.
Report du début de la croissance
Fig. 4. Le début de la période de croissance a été fortement anticipé pour quatre des cinq essences. Source: Bose et al. 2025, modifié.
Le début de la période de croissance radiale s’est considérablement avancé en seulement 10 ans (fig. 4). Alors qu’auparavant, l’activité du cambium de nombreuses espèces commençait fin avril ou début mai, elle démarre aujourd’hui généralement début ou mi-avril sur les mêmes sites, parfois dès fin mars à basse altitude. En conséquence, les premières augmentations du rayon sont mesurables certaines années deux à trois semaines plus tôt qu’au début des années 2000. Malgré ce décalage, la croissance radiale annuelle est plus faible (cf. fig. 3, à droite).
Effet des années de sécheresse
Fig. 5. Chêne pubescent(Quercus pubescens) à Salquenen. Les étés caniculaires comme celui de 2003 ont entraîné des décolorations prématurées du feuillage chez le chêne et des baisses massives de la croissance radiale chez l’épicéa et le pin sylvestre dans toute la Suisse. Photo: Roman Zweifel (WSL)
Les baisses de croissance sont particulièrement marquées lors des années de sécheresse. En 2015, 2018, 2019 et 2022, la croissance radiale reste nettement inférieure aux valeurs à long terme (voir fig. 3). De tels étés laissent des traces (fig. 5). Les réserves de carbone de carbone des arbres se vident et font défaut les années suivantes. L’effet négatif s’étend sur plusieurs saisons de végétation. Le manque d’eau n’est donc pas seulement un facteur de stress à court terme, mais un moteur de perte de croissance à long terme.
Période de croissance
On pourrait s’attendre à ce qu’une saison chaude plus longue signifie automatiquement une période de croissance plus longue pour les arbres. Est-ce qu’un nombre accru de semaines enregistrant des températures favorables et de jours de photosynthèse stimule la croissance du bois? Justement pas. Ce qui compte, ce n’est pas la longueur de la période de végétation, mais le nombre de jours de croissance radiale effective. Les cellules du cambium ne se divisent que si l’eau est disponible en quantité suffisante et si la turgescence des tissus reste suffisamment élevée. Cela se produit souvent la nuit, lorsque la transpiration diminue et que les réserves d’eau se remplissent (fig. 6). Pendant la journée, il est fréquent que la perte d’eau soit prépondérante, ce qui empêche la division cellulaire.
Fig. 6. Le tronc pousse souvent pendant les heures les plus fraîches de la nuit, lorsque l’évaporation est faible. Photo: Martin Moritzi (WSL)
La chaleur et l’air sec entraînent une baisse de la pression interne des cellules – la croissance s’arrête. Ce n’est que lorsque l’évaporation diminue le soir que les processus de croissance reprennent. Sur une année complète, ce processus s’additionne, pour représenter entre 40 et 100 jours de croissance effective environ, selon les espèces et les années (tableau 1). Entre les deux, il y a de nombreux jours au cours desquels les rayons des troncs fluctuent – rétrécissent et s’étendent à nouveau – mais sans que du nouveau bois ne soit formé. Il est donc clair que ce ne sont pas des semaines ou des mois qui sont décisifs, mais certaines heures. Un démarrage plus précoce au printemps ne présente aucun avantage si le nombre de ces heures de croissance diminue en raison des périodes de chaleur.
| Année | Sapin Abies alba | Hêtre commun Fagus sylvatica | Épicéa Picea abies | Pin sylvestre Pinus sylvestris | Chêne Quercus spp. |
|---|---|---|---|---|---|
| 2012 | 107 ± 17 | 105 ± 15 | 67 ± 13 | 54± 23 | 70± 35 |
| 2013 | 105 ± 15 | 113 ± 13 | 82 ± 10 | 27± 17 | 97± 22 |
| 2014 | 97 ± 22 | 113 ± 10 | 83 ± 13 | 49 ± 7 | 82± 15 |
| 2015 | 116 ± 19 | 112 ± 8 | 61 ± 8 | 56± 13 | 66± 13 |
| 2016 | 101 ± 25 | 107 ± 9 | 74 ± 8 | 51 ± 9 | 77± 11 |
| 2017 | 96 ± 27 | 81 ± 11 | 55 ± 8 | 39 ± 8 | 53 ± 11 |
| 2018 | 96 ± 17 | 102 ± 8 | 51 ± 6 | 42 ± 6 | 64± 9 |
| 2019 | 93 ± 20 | 107 ± 10 | 53 ± 8 | 51 ± 7 | 62± 14 |
| 2020 | 91 ± 17 | 108 ± 9 | 52 ± 9 | 45 ± 7 | 72± 14 |
| 2021 | 111 ± 19 | 112 ± 10 | 60 ± 9 | 54± 7 | 71± 12 |
| 2022 | 109 ± 13 | 104± 9 | 56 ± 8 | 42 ± 6 | 40± 8 |
| Moyenne | 102 ± 19 | 106 ± 10 | 63± 9 | 46 ± 10 | 69 ± 15 |
Conséquences pour la fixation du carbone
Les forêts sont un élément central du système au sein duquel interagissent le climat et la végétation de notre planète: elles absorbent le CO₂ de l’air, le fixent dans le bois et freinent ainsi le réchauffement climatique. Les cernes de croissance dans le tronc témoignent de ce processus: plus ils sont larges, plus la quantité de carbone fixée est importante.
Les données de TreeNet montrent toutefois la limite de cette relation. Bien que la période de végétation commence aujourd’hui plus tôt et dure plus longtemps en raison des températures plus élevées, le rôle des forêts en tant que puits de carbone ne s’en trouve pas renforcé. Au contraire, l’augmentation des températures au printemps et en été ralentit la formation des cellules et réduit le nombre de jours de croissance. La phase de croissance effective est ainsi raccourcie, ce qui réduit le stockage du carbone dans le bois. Il suffit de quelques jours de chaleur dans la fenêtre de croissance relativement courte durant laquelle se déroule la croissance radiale pour que cette dernière diminue considérablement. Lors des années de sécheresse, la croissance des forêts diminue en outre considérablement en raison du manque de précipitations, qui joue à cet égard un rôle important.
L’hypothèse selon laquelle une saison plus longue peut compenser les pertes ne se réalise donc pas: un démarrage précoce, suivi d’étés chauds et secs, entraîne une croissance moindre au cours de l’année, et donc moins de biomasse.
Conséquences pour la pratique et la politique
Le réchauffement climatique modifie en profondeur la dynamique des forêts. Des températures plus élevées favorisent certes la croissance tôt dans l’année, mais la ralentissent plus tard, la sécheresse ayant un effet aggravant. Le bilan de croissance des principales essences forestières devient ainsi négatif. La capacité des forêts à fixer le carbone diminue et les essences sensibles comme l’épicéa, le sapin et le hêtre commun sont généralement affaiblies. Les mesures d’atténuation des changements climatiques, la composition des espèces et donc la gestion durable des forêts doivent donc être réévaluées dans ce contexte.
Dans la pratique, cela signifie que la résistance à la sécheresse est plus déterminante que jamais dans le choix des essences. Les avantages en termes de croissance dus à des périodes de végétation plus longues ne peuvent pas être exploités en l’absence d’eau. Les modèles climatiques qui calculent les forêts comme des puits dont la croissance est constante doivent être adaptés. La politique a aussi son rôle à jouer. Les stratégies de lutte contre les changements climatiques ne doivent pas surestimer le rôle des forêts: ces dernières restent essentielles, mais elles ne peuvent pas être sollicitées indéfiniment et ne constituent pas une solution pour absorber le CO2 produit par l’utilisation des combustibles fossiles.
La pratique et la politique doivent de plus en plus tenir compte des incertitudes et encourager la capacité d’adaptation des forêts. À cet égard, les réseaux de surveillance tels que TreeNet sont très utiles pour nous permettre de détecter à temps le ralentissement de la croissance des arbres, l’apparition d’un stress hydrique ou même le rétablissement de la forêt. Ils permettent d’identifier et de documenter de manière fiable les changements et leurs effets dans la forêt.
Publication scientifique
Bose A.K., Etzold S., Meusburger K., Gessler A., Baltensweiler A., Braun S., … Zweifel R. (2025) Decreasing stem growth in common European tree species despite earlier growth onset. Glob. Chang. Biol. 31(7), e70318 (17 pp.). https://doi.org/10.1111/gcb.70318
