Au cours des dernières années, les besoins en informations fiables sur l'état actuel des forêts et leur évolution potentielle se sont accrus en Suisse. L'Institut fédéral de recherches WSL répond à cette demande en fournissant des données collectées ou modélisées à diverses échelles temporelles et spatiales – de la croissance des tronc des arbres mesurée automatiquement toutes les dix minutes à l'humidité de la canopée dérivée des données satellitaires pour toute une région.
Sur le site Internet du National Center for Climate Services (NCCS) suisse, un nouveau module thématique sur les fonctions de la forêt et le changement climatique explique les conséquences du changement climatique sur la forêt et ses fonctions. Deux applications sont au cœur de ce site. En outre, ce module du NCCS communique quatre messages clés sur la forêt et le changement climatique à l'aide de récits fictifs (fig. 1).
Forêts protectrices dégradées
Réduction des loisirs en forêt
Production de bois menacée
Les forêts du futur
Fig. 1 – Messages clés sur le changement climatique et la forêt : les effets du changement climatique sur les fonctions et les services écosystémiques de la forêt sont présentés à l'aide de trois histoires personnalisées. Dans une quatrième perspective, des pistes de recherche sont expliquées, qui pourraient rendre les forêts plus compatibles avec le climat à l'avenir.
Fonctions de la forêt et changement climatique
Le changement climatique affecte tout particulièrement les forêts, et ce à l'échelle mondiale (Allen et al., 2010). Il entraîne une augmentation de la mortalité des arbres (Hartmann et al., 2018) et met ainsi en péril des fonctions essentielles de la forêt. La perte de fonctions forestières peut limiter les services écosystémiques que les forêts fournissent à la société. Les forêts produisent du bois mais régulent également le climat (Bonan, 2008), protègent contre les risques naturels (Rigling & Schaffer, 2015) et offrent des espaces de détente et de vie aux plantes, aux animaux et aux hommes (Foley et al., 2005; Bell et al., 2009). La perte ou même la réduction des services écosystémiques fournis par nos forêts peut donc entraîner des pertes financières pour les propriétaires forestiers, une plus grande vulnérabilité des personnes et de leurs infrastructures aux risques naturels, et peut même avoir des répercussions sur le climat mondial.
Deux applications permettent de présenter aussi bien l'état actuel de la forêt suisse (en partie en temps réel) que son évolution à long terme.
FORTE: état actuel des forêts
La première application appelée FORTE permet par exemple de représenter le stress hydrique actuel des arbres et de le combiner avec des informations sur la sécheresse du sol (fig. 2). Ainsi, lors d'étés chauds et secs, comme il s'en est produit régulièrement ces dernières années, les effets des déficits de précipitations peuvent être visualisés au niveau régional et national. Pour ce faire, des données provenant de projets et de programmes existants sont réunies. Le stress hydrique actuel des arbres et leur croissance (Zweifel et al., 2021b) sont recalculés quotidiennement dans le cadre du projet TreeNet grâce aux données de dendromètres à pointe. Ceux-ci mesurent avec une haute résolution temporelle le retrait et le gonflement du tronc (Zweifel et al., 2021a). La sécheresse du sol est enregistrée dans le cadre des projets de recherche sur la détection précoce de la sécheresse critique et des étiages en Suisse (www.drought.ch). Un autre paramètre qui peut être représenté avec la nouvelle application est la défoliation, qui indique l'état de santé général d'un arbre (Dobbertin & Brang, 2001).
Fig. 2 – Capture d'écran de l'application FORTE. Le niveau de stress hydrique des arbres dans les peuplements forestiers de Suisse est représenté par des cercles et des codes de couleur. La coloration de l'arrière-plan indique le degré de sécheresse du sol.
En cliquant sur les points qui représentent plusieurs arbres ou peuplements dans l'aperçu, il est possible d'afficher les valeurs de stress, de croissance et de défoliation de chacun des arbres suivis en Suisse, soit entre 400 (croissance, stress hydrique) et plus de 1000 arbres (défoliation). Pour une surface donnée, d'autres données peuvent être affichées en arrière-plan, par exemple l'humidité de la canopée, dérivée de données satellites (Rigling et al., 2019), un autre paramètre du stress hydrique des arbres, ou le nombre de générations de scolytes, un important ravageur de l'épicéa (modélisé dans le cadre du projet Bostryche Simulation Online): plus il y a de générations de scolytes dans une année, plus le risque de dommages aux peuplements d'épicéas est élevé.
L'application permet en outre de sélectionner des essences ou des dates, et de comparer des années ou des périodes d'une même année dans deux fenêtres côte à côte. L'application offre ainsi aux utilisateurs de nombreuses possibilités d'explorer les données actuelles sur le stress, la croissance et la condition de la forêt suisse en combinaison avec la sécheresse ou la présence de ravageurs.
FORTE Future: projections sur les forêts futures
La deuxième application FORTE-Future montre pour les différentes essences d'arbres de Suisse l'aptitude de principe à l'habitat et donc leur répartition potentielle dans le présent et dans le futur à moyen ou long terme (fig. 3 à l'exemple de l'épicéa). La répartition potentielle a été modélisée à l'aide de ce que l'on appelle les Species Distribution Models (SDM, modèles de répartition des espèces) dans le cadre du projet PORTREE. Les données relatives à l'évolution des facteurs climatiques tels que les précipitations et la température, qui déterminent la répartition future des espèces d'arbres, proviennent du projet européen ENSEMBLES et ont été modélisées conformément au scénario d'émissions A1B (utilisation équilibrée de différentes sources d'énergie dans un contexte de croissance économique rapide et d'introduction de technologies nouvelles et efficaces).
En outre, l'application affiche la répartition actuelle des températures ou des précipitations en Suisse (pour toute l'année ou spécifiquement pour l'hiver, le printemps, l'été ou l'automne), ainsi que les changements attendus à l'avenir. Les utilisateurs de l'application peuvent ainsi visualiser, pour plus de 30 espèces d'arbres, les habitats actuels et futurs propices à leur présence et à leur croissance, et les comparer aux changements climatiques. Il apparaît ainsi clairement que les températures plus élevées et les précipitations estivales largement réduites prévues pour l'avenir font des perdants (comme l'épicéa représenté sur la figure 3), mais aussi des gagnants (p. ex. le chêne sessile et le chêne pédonculé).
Fig. 3 – Capture d'écran de l'application FORTE-Future. En haut à gauche, la surface actuelle convenant à l'épicéa est représentée. En bas à gauche, la température moyenne annuelle actuelle (moyenne des années 1981-2010). Sur la droite, l'aire de répartition future de l'épicéa modélisée (en haut) et les écarts de température annuelle (2060 par rapport à aujourd'hui ; en bas).
FORTE Edu: Pour les élèves
La nouvelle application web ne se contente pas de te montrer des cartes et des informations colorées, elle te demande aussi de participer. En compagnie de Noemie, écologue forestière, de Jean, garde forestier et de Flurina, propriétaire de forêt, tu pourras répondre à des questions passionnantes sur le changement climatique et la santé des forêts. Teste directement tes connaissances ici !
L'essentiel en bref
- En raison du changement climatique, il fait de plus en plus chaud et sec.
- Une application web explique pourquoi certaines espèces d'arbres ne pourront plus pousser partout comme aujourd'hui.
- Tu peux tester tes connaissances en répondant à plusieurs questions.
- L'application FORTE Edu est utilisée dans le cadre du programme scolaire de l'exposition «Dans la forêt. Une histoire culturelle» du Musée national suisse.
- Application Forte Edu
Informations complémentaires et téléchargement
Pour les deux applications, les données affichées peuvent être enregistrées et téléchargées sous forme de résumé avec des informations complémentaires. Le site thématique du NCCS sur les conséquences du changement climatique sur les fonctions de la forêt offre, dans sa vue d'ensemble, un point d'entrée pour les citoyens intéressés et doit en outre mettre à la disposition des multiplicateurs tels que les enseignants et les journalistes un matériel d'illustration scientifiquement fondé. Il s'adresse également aux décideurs des autorités et des entreprises qui ont un lien avec la forêt et l'exploitation forestière.
National Centre for Climate Services (NCCS)
Le National Centre for Climate Services (NCCS) est le réseau de la Confédération consacré aux services climatiques. Les services climatologiques (ou climatiques) sont des informations et des données à caractère scientifique sur le climat passé, présent et futur, et ses incidences sur l’environnement, l’économie et la société. Ils constituent un fondement indispensable pour la prise de décisions respectueuses du climat à divers niveaux de la société.
Sources citées
- Allen CD, Macalady AK, Chenchouni H, Bachelet D, McDowell N, Vennetier M, Kitzberger T, Rigling A, Breshears DD, Hogg EH, Gonzalez P, Fensham R, Zhang Z, Castro J, Demidova N, Lim J-H, Allard G, Running SW, Semerci A, Cobb N. 2010. A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology And Management 259: 660-684.
- Bell S, Simpson M, Tyrväinen L, Sievänen T, Pröbstl U. 2009. European forest recreation and tourism: a handbook: Taylor & Francis.
- Bonan GB. 2008. Forests and Climate Change: Forcings, Feedbacks, and the Climate Benefits of Forests. Science 320: 1444-1449.
- Dobbertin M, Brang P. 2001. Crown defoliation improves tree mortality models. Forest Ecology and Management 141: 271-284.
- Foley JA, DeFries R, Asner GP, Barford C, Bonan G, Carpenter SR, Chapin FS, Coe MT, Daily GC, Gibbs HK, Helkowski JH, Holloway T, Howard EA, Kucharik CJ, Monfreda C, Patz JA, Prentice IC, Ramankutty N, Snyder PK. 2005. Global Consequences of Land Use. Science 309: 570-574.
- Hartmann H, Moura CF, Anderegg WRL, Ruehr NK, Salmon Y, Allen CD, Arndt SK, Breshears DD, Davi H, Galbraith D, Ruthrof KX, Wunder J, Adams HD, Bloemen J, Cailleret M, Cobb R, Gessler A, Grams TEE, Jansen S, Kautz M, Lloret F, O'Brien M. 2018. Research frontiers for improving our understanding of drought‐induced tree and forest mortality. New Phytologist 218: 15-28.
- Rigling A, Etzold S, Bebi P, Brang P, Ferretti M, Forrester D, Gärtner H, Gessler A, Ginzler C, Moser B, Schaub M, Stroheker S, Trotsiuk V, Walthert L, Zweifel R, Wohlgemuth T. 2019. Wie viel Trockenheit ertragen unsere Wälder? Lehren aus extremen Trockenjahren. Forum für Wissen: 39-51.
- Rigling A, Schaffer HP (Éd.). 2015. Rapport forestier 2015. État et utilisation de la forêt suisse. Office fédéral de l’environnement, Berne, Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL, Birmensdorf. 144 p.
- Zweifel R, Etzold S, Basler D, Bischoff R, Braun S, Buchmann N, Conedera M, Fonti P, Gessler A, Haeni M, Hoch G, Kahmen A, Köchli R, Maeder M, Nievergelt D, Peter M, Peters RL, Schaub M, Trotsiuk V, Walthert L, Wilhelm M, Eugster W. 2021a. TreeNet–The Biological Drought and Growth Indicator Network. Frontiers in Forests and Global Change 4.
- Zweifel R, Sterck F, Braun S, Buchmann N, Eugster W, Gessler A, Haeni M, Peters RL, Walthert L, Wilhelm M, Ziemińska K, Etzold S. 2021b. Why trees grow at night. New Phytologist 231: 2174–2185.