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Auteur(s): Manfred J. Lexer, Rupert Seidl, Werner Rammer, Dietmar Jäger (Boku)
Rédaction: BFW, Autriche
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Concepts sylvicoles et changement climatique

Une comparaison basée sur une simulation

Quelles sont les conséquences du choix d’une stratégie sylvicole dans des conditions climatiques modifiées ? L’analyse de scénario basée sur des modèles se propose de répondre à la question « Que se passerait-il si… ? » à l’aide d’un modèle d’écosystème forestier.

Concrètement, on a comparé trois concepts sylvicoles différents sous le climat actuel et sous deux scénarios de changement climatique pour une exploitation forestière située dans la zone de croissance 6.2 (bassin de Klagenfurt au sud de l’Autriche) et comptant 250 ha de surface boisée. Le climat actuel (scénario C1) est représenté par les conditions de la période allant de 1961 à 1990, avec une température moyenne annuelle de 8,1°C et des précipitations annuelles de 1 000 mm environ. Dans le scénario C2, les températures moyennes annuelles grimpent d’environ 5°C jusqu’en 2100, dans le scénario C3 d’environ 4°C. Au cours des 100 ans de la période d’analyse, les précipitations alternent des phases de hausse et de baisse. Elles diminuent surtout dans le scénario C3, où au cours des 20 dernières années de la période d’analyse, elles baissent de plus de 200 mm par rapport au climat actuel.

Trois concepts sylvicoles

Le concept sylvicole MS1, qui correspond à l’approche d’exploitation actuelle, est un concept de classes d’âges d’épicéas. Le concept MS2 prévoit une transformation en forêt continue d’épicéas. Le concept MS3 est un scénario de forêt mélangée et classes d’âges. En fonction du type de station et de peuplement, et après une exploitation étendue, il prévoit l’installation anticipée ou ultérieure de peuplements mélangés d’épicéas et de hêtres ou bien de chênes et de hêtres. Les peuplements où le rajeunissement avec des épicéas a bien pris sont conservés en l’état.

Synthèse des caractéristiques des trois concepts sylvicoles
Concept épicéas-classes d’âges (MS1)
Révolution = 90 ans; rajeunissement naturel des épicéas au moyen de coupes progressives rapides (éclaircie, réalisation); réduction du nombre de tiges et éclaircie sélective individuelle
Forêt continue d’épicéas (MS2)
rajeunissement naturel des épicéas; exploitation ciblée (futaie) et éclaircie structurelle (jeunes peuplements)
Peuplements mélangés-transformation forestière (MS3)
Introduction du hêtre et du chêne, types de boisement ciblés en fonction de la station/du peuplement; rajeunissement naturel de l’épicéa; réduction du nombre de tiges/régulation du mélange/soins aux houppiers et éclaircie sélective individuelle

Simulation avec le modèle d’écosystème forestier PICUS

À présent, les trois concepts de sylviculture doivent être « traduits » en programmes opérationnels de traitement pour chacun des 103 peuplements de l’exploitation. Ces programmes sont ensuite simulés par le modèle d’écosystème forestier PICUS sur une période de 100 ans. Le modèle PICUS a été mis au point par l’institut de sylviculture. Sa particularité réside dans l’évaluation des conséquences des changements climatiques sur la croissance et la dynamique forestière. PICUS fournit notamment le volume de bois et d’exploitation classés selon les différents types de troncs, les compartiments de biomasse, la teneur en carbone de la végétation et du sol ainsi que le bois scolyté (informations détaillées sur www.wabo.boku.ac.at/waldmod.html).

Evaluation financière de la production de bois

Deux scénarios de prix ont été définis pour les essences sur la base des cours corrigés de l’indice de la décennie 1990-1999 pour les assortiments des différents types de troncs. Le calcul du prix tient également compte d’une attribution de qualité en fonction des essences et des applications des assortiments (bois de sciage ou de chauffage, papier). Le scénario de prix A est basé sur les valeurs moyennes de la décennie pour chaque assortiment. Pour le scénario de prix B, l’année 1993 a été choisie, pendant laquelle la différence entre les cours du hêtre et de l’épicéa était la plus faible au cours de la décennie 1990-1999.

Combien d’épicéas au bout de 100 ans ?

Dans un souci de clarté, seuls quelques indicateurs de réussite de l’exploitation en termes de production de bois sont affichés. Si vous avez toujours voulu savoir à quoi ressemblerait la composition des essences au bout de 100 ans de transformation, la figure 1 fournit la réponse.

Abb. 1: Baumartenzusammensetzung (Vorrat) nach 100 Jahren
Fichte-AKL = Classes d’âges-épicéa
Fichte-Dauerwald = Forêt continue-épicéa
Mischwald-AKL = Classes d’âges-forêt mélangée

Eiche = Chêne
Kiefer = Pin
Buche = Hêtre
Fichte = Epicéa

Figure 1: Composition des essences de l’exploitation (volume de bois) au bout de 100 ans dans les trois concepts forestiers simulés sous le climat actuel.

Dans le scénario de transformation MS3, l’épicéa représente encore tout juste les deux tiers du volume de bois. Dans les concepts sylvicoles de classes d’âges-épicéa (MS1) et de forêt continue-épicéas (MS2), la faible part initiale d’essences mélangées au hasard (pin, chêne pédonculé) continue à diminuer car aucune mesure particulière ne la favorise au cours des processus de soin et de rajeunissement.

Quelle est l’influence du climat sur l’accroissement ?

La comparaison de l’accroissement (bois fort) entre les trois concepts sylvicoles ne donne que des différences minimes. En général, c’est le concept de forêt continue MS2 qui est le plus productif, tandis que le concept sylvicole MS3 est légèrement moins performant. Quelle est l’influence du climat sur l’accroissement ? Dans le scénario C2, la productivité de tous les concepts sylvicoles progresse entre 8,5 % et 16,9 % par rapport aux résultats du climat actuel. C’est le scénario de transformation MS3 qui affiche les meilleurs résultats. Dans le scénario C3, qui devient nettement plus sec à la fin de la période d’analyse, l’accroissement des concepts de classes d’âges-épicéas (MS1) et de forêt continue-épicéas (MS2) accuse un léger recul tandis que le scénario de transformation réalise là encore 4 % de progression de la croissance.

Les feuillus sont plus performants

Abb. 2: Zuwachsverhalten von drei Baumarten im Waldumbaukonzept
Produktivität [% von C1] = Productivité [% de C1]
Klimaänderungsszenario = Scénario de changement climatique
Summe = Somme
Fichte = Epicéa
Buche = Hêtre
Eiche = Chêne

Figure 2: Accroissement (bois fort) de trois essences du concept de transformation sylvicole, dans deux scénarios de changement climatiques C2 et C3, par rapport aux résultats sous le climat actuel

La figure 2 représente la comparaison de l’accroissement des principales essences du scénario de transformation MS3 sous le climat actuel. Dans les deux scénarios de réchauffement C2 et C3, les feuillus sont nettement favorisés. Tandis que dans C2 même l’épicéa présente encore une légère hausse de son accroissement, le vent tourne définitivement dans le scénario de réchauffement C3, le plus sec : l’épicéa souffre de la sécheresse tandis que les feuillus en tirent un net bénéfice. Parmi les feuillus, la tendance est favorable au chêne.

Exploitations forcées dues aux scolytes

Si la part d’exploitations forcées dues aux scolytes se situe encore entre 8 % et 12 % sous le climat actuel, sa simulation augmente fortement dans les scénarios de changement climatique, quels que soient les concepts sylvicoles (jusqu’à 27 % dans le scénario de réchauffement le plus sec, C3). Toutefois, c’est en forêt mélangée qu’elle augmente le moins.

Comparaison des marges de contribution

La figure 3 représente, pour le scénario de prix A, la marge de contribution (DB) I et II ainsi que l’évolution du patrimoine (revenus libérés des frais de récolte) du volume de bois sur pied au cours de la période d’analyse.

Abb. 3: Deckungsbeitrag I und II für die drei Waldbaukonzepte
Fichte-AKL = Classes d’âges-épicéa
Fichte-Dauerwald = Forêt continue-épicéa
Mischwald-AKL = Classes d’âges-forêt mélangée

Veränderung Abtriebswert (V100-V1) = Evolution de la valeur de coupe à blanc (V100-V1)
DB I (Summe über 100 J.) = DB I (somme sur 100 ans)
DB II (Summe über 100 J.) = DB II (somme sur 100 ans)

Figure 3: DB I (revenu libéré des frais de récolte) et DB II (DBI – frais de transformation sylvicole) pour les trois concepts sylvicoles sous les trois scénarios climatiques et le scénario de prix A. Les données correspondent à la moyenne sur 100 ans en euro/ha.

Comme prévu, les DB I et II les plus élevés sont atteints dans le concept de forêt continue (116-118 % du concept de classes d’âges d’épicéas). Le DB II du scénario de forêt mélangée est nettement réduit en raison d’une estimation très prudente des coûts d’introduction des feuillus (86-88 % du concept des classes d’âges d’épicéas). Compte tenu de l’étendue des dégâts dus aux scolytes, notamment dans les scénarios de changement climatique, le concept de classes d’âges d’épicéas réduit son patrimoine. C’est aussi le cas du scénario de transformation MS3, principalement parce que les évaluations des parts de feuillus sont moins bonnes. Seul le concept de forêt continue bénéficie d’une hausse de la valeur du volume de bois sur pied malgré des dégâts de scolytes tout aussi importants. Lorsque l’on calcule le DB I avec le scénario de prix B, l’écart entre les concepts de classes d’âges d’épicéas et de forêt mélangée diminue en passant de 42 euro/ha/an à 30 euro/ha/an.

L’épicéa – quo vadis ?
En tenant compte des imprécisions qui accompagnent toujours les analyses de simulation à long terme, il est possible d’affirmer avec une grande certitude que :
(1) En termes de croissance, les feuillus profitent des scénarios de changement climatique. Un climat plus chaud et plus sec réduit la productivité de l’épicéa. La menace provient avant tout de la diminution des précipitations.
(2) Le principal problème est l’extrême vulnérabilité des épicéas aux dégâts.
Mais ces résultats ne sont pas des pronostics d’avenir. En effet, le futur climat n’est pas prévisible actuellement et il s’agit donc de scénarios climatiques.
L’idée qui vient naturellement est alors de combiner les avantages du concept de forêt continue avec ceux de la transformation sylvicole.
(a) introduire des essences mélangées (de feuillus) (ex. : hêtre, érable, sapin).
(b) choisir un niveau d’accroissement plutôt bas afin d’obtenir une meilleure dynamique de rajeunissement et réduire le risque. L’optimisation des structures verticales ne suffit pas, à elle seule, à améliorer les caractéristiques physiologiques des épicéas. L’exploitation du potentiel de rajeunissement naturel des essences mélangées permet de réduire nettement les coûts du concept de transformation. De plus, une grande partie des coûts de transformation en peuplements mélangés provient des mesures de protection de la faune.

Traduction : Stéphanie Rüling-Moreau

Informations pour approfondir

Dossier "Changement climatique : quelles conséquences pour l’économie forestière?"

Contact

  • Manfred J. Lexer, Rupert Seidl, Werner Rammer und Dietmar Jäger
    Universität für Bodenkultur Institut für Waldbau,
    Department für Wald- und Bodenwissenschaften
    Peter-Jordan-Straße 82, 1190 Wien, Autriche