Fig. 1: La forêt face au changement climatique. Photo: FVA/Weidner
Les incertitudes concernant notre avenir dans un climat en mutation sont considérables et ne résultent pas seulement de projections climatiques très divergentes, mais aussi de nombreux autres facteurs d'incertitude. Et pourtant, nous devons aujourd'hui prendre des décisions sylvicoles dont les effets se feront sentir, en règle générale, à très long terme. Le choix des essences en fait partie. Aux incertitudes des projections climatiques s'ajoute le fait que la décision pour ou contre une essence donnée n'est en principe pas simple : de nombreux critères entrent en jeu, qui peuvent à leur tour être évalués et pondérés différemment selon les personnes.
Afin d'apporter plus de clarté dans toute cette incertitude, les fiches d'essence rassemblent les connaissances issues de la littérature pertinentes pour le changement climatique concernant l'écologie, les exigences stationnelles, la sylviculture, la production, l'utilisation du bois et les risques des essences candidates. Les fiches doivent ainsi fournir un premier aperçu.
L'accent de ce travail a donc porté sur :
- un périmètre de recherche large, ayant abouti à la description de 35 espèces,
- une présentation concise,
- une mise à disposition rapide des fiches.
Dans cette deuxième édition, les fiches ont été étendues de 25 à 35 essences. Le hêtre commun (Fagus sylvatica) et l'épicéa commun (Picea abies) y ont été intégrés. Ces deux espèces ont été retenues uniquement comme essences de référence. Elles doivent permettre une meilleure comparabilité des caractéristiques des essences alternatives. Dans le cadre de cette deuxième édition, outre l'extension à des essences supplémentaires, les informations bibliographiques relatives aux 25 essences déjà décrites dans la première édition ont également été mises à jour, de nouveaux résultats de recherche ayant entre-temps été publiés pour certaines d'entre elles.
Avec ces fiches d'essence, les auteur·e·s souhaitent apporter des impulsions au débat sur l'avenir de nos forêts. Cependant, comme il n'est actuellement pas possible de dire comment une espèce se comportera réellement dans un nouvel habitat et une nouvelle région de plantation, nous considérons les fiches d'essence comme un processus ouvert et continu. Nous accueillons très volontiers toute indication relative à de nouveaux résultats scientifiques ou à des expériences issues de la pratique forestière, et invitons à participer à ce processus d'amélioration des connaissances (fva-bw@forst.bwl.de, mot-clé «Artensteckbriefe»).
- L'ensemble de la publication peut être téléchargé ici sur le site de la FVA (55 Mo).
- Accédez ici aux cartes actuelles d'aptitude des essences et de vulnérabilité sur le site de la FVA.
Le déclin de l'aptitude des essences principales est le moteur de cette recherche
Fig. 2 : Les dommages au houppier reflètent une tendance plus générale : l'aptitude climatique du hêtre commun, l'une des principales essences forestières, continue de diminuer. Photo : FVA/Meining
En 2019, la FVA a publié pour le Bade-Wurtemberg la deuxième génération des cartes d'aptitude des essences, qui tiennent explicitement compte des évolutions climatiques. Y ont été intégrés les résultats de modèles de répartition des espèces sensibles au climat, de modèles de bilan hydrique, du risque lié aux scolytes et aux dégâts de tempête, ainsi qu'un modèle d'indice de fertilité fondé sur la croissance.
Un bilan à l'échelle du Land de ces cartes d'aptitude des essences sensibles au climat a montré, pour les quatre essences principales – épicéa, hêtre, sapin et chêne sessile –, que l'aptitude diminuera pour toutes les espèces, même sous des hypothèses optimistes concernant les changements climatiques.
Pour l'épicéa, ce déclin se caractérise principalement par une augmentation des parts des classes d'aptitude les plus mauvaises (catégories rouges). À l'inverse, pour le hêtre, le sapin et le chêne sessile, on observe surtout une diminution des meilleures classes d'aptitude (catégories vertes).
Face à l'ampleur de ces signaux de changement, la nécessité urgente d'agir devient évidente. Pour l'avenir proche, il ne faut certes probablement pas s'attendre à une perte des essences évaluées au sens d'un dépérissement des forêts comme celui débattu dans les années 1980. Des tendances claires de diminution de l'aptitude climatique se dessinent toutefois.
Il est également envisageable que l'utilisation de provenances, d'écotypes ou de variétés mieux adaptés au climat permette aux essences principales actuelles de conserver leur rôle à l'avenir. Cette question fait toutefois l'objet d'autres projets de recherche de la FVA. La présente étude porte sur la recherche d'essences alternatives mieux adaptées aux futures conditions climatiques du Bade-Wurtemberg.
Les fiches d'essence constituent la première étape de cette recherche
Naturellement, une étude bibliographique seule ne permet pas de formuler des recommandations sylvicoles systématisées à l'échelle du Land. Il s'agit plutôt, dans cette première étape, de réunir de façon systématique les connaissances existantes sur des essences sélectionnées et potentiellement adaptées. Cela comporte deux aspects bien distincts: d'une part, cela permet de regrouper systématiquement les connaissances publiées et de les rendre facilement accessibles. D'autre part, ces fiches d'essence révèlent aussi très clairement ce que nous ne savons pas, ou pas encore. Mettre en évidence, de la manière la plus objective possible, les connaissances et les lacunes de connaissances constitue donc l'objet de ce travail.
Les fiches d'essence servent de présélection (screening) des essences candidates prometteuses et constituent une première étape dans la recherche de nouvelles essences adaptées au climat. Sur la base de cette première étape, des études quantitatives plus détaillées devront ensuite permettre d'identifier les espèces dont l'aptitude s'améliore pour les conditions climatiques futures attendues.
Dans cette deuxième étape, des modèles dynamiques de distribution des espèces intégrant le climat sont élaborés pour un ensemble d'essences plus restreint que celui présenté dans les fiches, sur la base de données de répartition européennes à grande échelle. Enfin, dans une troisième étape, des essais de plantation seront mis en place pour un nombre d'essences encore plus réduit. La sélection des espèces pour ces essais se fonde à nouveau sur les résultats des fiches d'essence et des modèles de répartition des espèces.
Pour certaines espèces, des résultats étoffés sont déjà disponibles (Abies grandis – sapin de Vancouver, Quercus rubra – chêne rouge d'Amérique, Larix kaempferi – mélèze du Japon), et de premières plantations expérimentales relevant de la dendrométrie sont déjà en cours de mise en œuvre dans le Bade-Wurtemberg pour d'autres espèces (Cedrus atlantica – cèdre de l'Atlas, Cedrus libani – cèdre du Liban, Corylus colurna – noisetier de Byzance).
Fig. 3 : Site d'essais de plantation de cèdres du Liban à Mannheim. Photo : N. Krotz.
Cela ne suffit toutefois pas encore, et d'autres essais de plantation devront donc combler des lacunes de connaissances à la fois dendrométriques et génétiques: seuls des résultats empiriques obtenus dans les conditions de croissance régionales permettront de répondre aux questions relatives à la capacité d'adaptation des arbres et forêts actuellement présents, à l'aptitude des provenances génétiques nouvellement plantées des essences principales actuelles, à la performance de croissance et aux propriétés du bois, ainsi qu'à la mortalité, aux techniques sylvicoles et à la dynamique de croissance des nouvelles essences.
Il va sans dire que cette troisième étape exige de la persévérance. L'urgence des questions posées justifie toutefois de tels essais à long terme, dont les résultats ne seront disponibles que dans de nombreuses années.
Comment les espèces ont-elles été sélectionnées pour les fiches?
La recherche d'essences alternatives face au changement climatique est en cours depuis un certain temps déjà, et il existe déjà des études aux orientations et aux listes d'espèces très différentes. Sur la base de ces études, la FVA a établi une liste de près de 50 essences pouvant en principe entrer en ligne de compte. Dans le cadre d'un processus interdisciplinaire, ces espèces ont été classées dans un ordre de priorité pour les études relatives au changement climatique. En tenant compte d'aspects pragmatiques, les 35 premières espèces ont ensuite été sélectionnées à partir de cette liste.
Pour des raisons de principe, trois catégories principales d'essences ont été retenues: (1) il est envisageable que des espèces déjà indigènes aujourd'hui, mais (encore) rares, présentent à l'avenir une meilleure aptitude climatique et puissent ainsi s'affirmer davantage dans la concurrence naturelle qu'elles ne le peuvent aujourd'hui. Les essences qui ne sont actuellement pas indigènes et qui croissent principalement dans des régions où règnent aujourd'hui les conditions climatiques que nous attendons à l'avenir pour le Bade-Wurtemberg appartiennent au groupe des essences de climats analogues. Ce groupe a été subdivisé en essences (2) européennes et (3) extra-européennes, c'est-à-dire en espèces qui pourraient, dans le cadre d'un déplacement de leur aire de répartition accéléré par l’intervention humaine, coloniser en principe par des voies de dispersion relativement naturelles les forêts du Bade-Wurtemberg (catégorie 2), et celles qui doivent être considérées comme des essences clairement introduites depuis d'autres continents (catégorie 3).
Aspects fondamentaux de la structure des fiches
Fig. 4 : Le sapin de Nordmann est bien connu comme arbre de Noël. Photo : FVA/T. Weidner
Les sections de chaque fiche sont structurées selon les questions suivantes:
- L'espèce est-elle en principe apte à faire face au changement climatique? (1. Répartition et écologie, 2. Exigences stationnelles)
- Si oui, comment peut-elle être introduite sur le plan sylvicole? (3. Installation du peuplement)
- Est-elle connue comme essence à vocation économique? (4. Performance de croissance et sylviculture)
- Existe-t-il déjà des expériences en Bade-Wurtemberg? (5. Expériences en Bade-Wurtemberg et en Allemagne)
- Des utilisations du bois à plus forte valeur ajoutée sont-elles connues? (6. Propriétés et utilisation du bois)
- L'espèce remplit-elle des fonctions écologiques, esthétiques et récréatives importantes? (7. Autres services écosystémiques)
- Existe-t-il des risques importants susceptibles d'exclure complètement tout examen ultérieur de l'essence? (8. Risques biotiques et abiotiques)
Cette structure montre clairement que le potentiel de chaque espèce pour son établissement, sa gestion et son utilisation – c'est-à-dire son importance potentielle en tant qu'essence à vocation économique – était au premier plan de l'évaluation. D'autres services écosystémiques ont toutefois aussi été examinés.
Il convient ici de noter que les différents concepts de protection de la nature sont confrontés à un défi majeur du fait du changement climatique. On citera à titre d'exemple l'évaluation du degré de naturalité de la composition en essences dans des conditions climatiques changeantes, ou encore la durabilité de la protection des espèces face au changement climatique en général. Les effets du changement climatique compliquent donc un examen plus détaillé, du point de vue de la protection de la nature, de certaines essences nouvelles ou alternatives. Il est toutefois clair également que l'introduction d'essences extra-européennes pour l'adaptation au changement climatique devra s'accompagner d'une évaluation critique sur le plan de la protection de la nature. Un besoin de recherche important subsiste certainement dans ce domaine, et les fiches d'essence peuvent elles aussi encore être améliorées concernant les fonctions non productives.
Dans le contexte de l'introduction d'essences non indigènes, l'aspect de l'invasivité est particulièrement important afin de prévenir d'éventuels effets nuisibles sur l'environnement et l'éviction d'espèces et de biocénoses indigènes de grande valeur du point de vue de la protection de la nature. Cet aspect a donc été classé, dans la nouvelle deuxième édition des fiches, sous le point 8 (risques). Il convient de noter ici que les développements figurant dans les fiches ne reposent pas sur une définition uniforme et cohérente de l'invasivité. Seules ont été reprises les affirmations des auteur·e·s des publications originales, qui se fondent elles-mêmes sur des critères d'évaluation très différents. Lorsqu'elle était disponible, l'évaluation de l'invasivité de l'Office fédéral allemand de la protection de la nature (BfN) a également été reprise, celle-ci suivant des critères d'évaluation uniformes et clairs. La définition du BfN est la suivante: «En matière de protection de la nature, on qualifie d’envahissantes les espèces non indigènes ayant des effets indésirables sur d'autres espèces, biocénoses ou biotopes.» Le point 8.10, Invasivité, ne comporte donc aucune détermination ou interprétation propre du potentiel invasif. Pour les essences indigènes, l'invasivité a été considérée comme non pertinente. Les informations disponibles pour les régions hors de l'aire d'origine ont toutefois été répertoriées.
Les sections «Association forestière naturelle» et «Essences de mélange fréquentes» ont été délibérément conservées séparément, les essences de mélange devant être répertoriées d'une part pour l'aire d'origine de l'essence et d'autre part pour la nouvelle zone de culture envisagée.
Malheureusement, des informations distinctes à ce sujet n'étaient pas toujours disponibles, ce qui entraîne une certaine imprécision, inévitable. Une extension de l'approche fortement centrée sur l'espèce au niveau de groupements forestiers entiers serait naturellement envisageable et souhaitable, mais n'a pas pu être représentée dans le cadre des fiches d'essence. Là aussi, des études et travaux de recherche complémentaires sont nécessaires.
Comment les fiches d'essence doivent-elles être lues, et comment ne doivent-elles pas l'être?
Fig. 5 : Le cèdre du Liban est l'une des essences alternatives. Photo : T. Weidner
Les fiches d'essence constituent une compilation bibliographique issue d'un travail purement documentaire. Aucune interprétation personnelle n'a été formulée et aucune recommandation concrète de plantation ou d'action n'en a été tirée.
L'utilisation de publications originales scientifiques, spécialisées et citables a constitué la base de l'élaboration des fiches. Dans certains cas, toutefois, les publications originales n'étaient pas accessibles, si bien que les affirmations essentielles ont été citées d'après des sources secondaires, et identifiées comme telles. Par ailleurs, de la littérature grise et des informations orales ont parfois été intégrées, bien qu'elles aient généralement été considérées comme d'une importance moindre.
En résumé, les fiches d'essence doivent être lues comme une orientation générale et utilisées seulement jusqu'à ce que nous disposions de meilleures connaissances. Elles ne doivent pas être mal comprises comme des recommandations concrètes de plantation ou d'action, car de nombreuses questions relatives à l'établissement de ces essences restent encore ouvertes. C'est notamment pour cette raison qu'aucune source d'approvisionnement en semences et plants (matériel forestier de reproduction) n'a été indiquée.
Incertitudes concernant l'utilisation du bois
Concernant spécifiquement les informations relatives aux propriétés du bois et à son utilisation (chapitre 6 de chaque fiche), il convient de noter explicitement ici que d'importantes lacunes de connaissances et incertitudes subsistent. Ainsi, il n'est par exemple pas possible de déduire facilement de la littérature si une essence utilisée, par exemple dans son aire d'origine, à des fins structurelles et/ou comme bois de construction, peut également atteindre en Allemagne une qualité de bois correspondante, permettant à long terme une utilisation fondée sur les prescriptions et homologations relevant du droit de la construction en vigueur. Il en va de même pour d'autres types d'utilisation du bois, de sorte que des études plus détaillées relevant de la science du bois et de la science des matériaux sont d'urgence nécessaires, en particulier pour les essences identifiées comme prioritaires au terme de notre recherche d'essences alternatives. Pour plus de clarté, le chapitre consacré à l'utilisation du bois a donc été révisé dans cette deuxième édition.
Incertitudes concernant les risques
Les fiches répertorient de manière aussi complète que possible les agents pathogènes connus et les risques abiotiques. Cette liste suit le principe de précaution, afin de présenter l'ensemble des risques susceptibles de survenir. Il a en outre été tenté de déterminer si des agents pathogènes particulièrement virulents ou des pertes à grande échelle menaçant le peuplement, consécutives à certains risques, sont connus. L'étendue de la liste des risques connus ne doit donc pas être considérée comme proportionnelle au potentiel de dommages d'une essence.
Pour tous les risques, il est difficile, voire impossible, de prédire de manière fiable l'évolution future. Si une essence est introduite dans une région où elle n'était jusque-là pas présente, la dynamique d'évolution des risques biotiques ne peut pas être évaluée. D'une part, des effets de coévolution pourraient apparaître ici, susceptibles de réduire ou d'augmenter le potentiel de dommages. D'autre part, des effets d'interaction entre les essences existantes et nouvellement introduites et leurs agents pathogènes spécifiques pourraient entraîner une augmentation du potentiel de dommages. Les risques répertoriés dans les fiches doivent donc être lus non pas comme une évaluation des risques définitive, mais simplement comme des indications d'orientation.
Une comparaison systématique des essences vient clore le travail
À la suite de la présentation des informations relatives aux différentes espèces, se pose la question de savoir dans quelle mesure celles-ci sont prometteuses pour l'adaptation des forêts au changement climatique. Un classement des essences a donc été recherché, afin de faire entrer les essences particulièrement prometteuses dans les étapes suivantes de l'ensemble du concept d'étude présenté à la fig. 3. Une analyse multicritère a été appliquée à cette fin – une méthode qui se distingue par la possibilité de prendre en compte simultanément plusieurs critères pour la priorisation des options de sélection (Classement récapitulatif des essences, PDF 1 Mo). Plusieurs variantes ont été prises en compte lors de l'élaboration de ce classement des essences, illustrant à titre d'exemple les différentes priorités que pourraient retenir différentes personnes lors du choix des essences. Une comparaison graphique des valeurs de température, de précipitations et de pH du sol issues de la littérature originale étudiée vient enfin clore le document (Comparaison des plages de précipitations, de température et de pH des essences (PDF 55 Mo).