Changements climatiques: la forêt boréale va fructifier, puis décliner

La courte durée de la saison chaude est actuellement le facteur limitant de la croissance des forêts dans les régions nordiques.
Photo: Casey Horner Unsplash La courte durée de la saison chaude est actuellement le facteur limitant de la croissance des forêts dans les régions nordiques.

L’impact des changements climatiques sur la forêt boréale au nord de la province se fera en deux temps : d’abord une accélération de la croissance des arbres, puis un déclin. C’est ce que montre une nouvelle étude québécoise publiée le 10 août dans la revue scientifique Nature Communications.

L’accélération de la croissance sera nourrie par un réchauffement dans le nord de la forêt boréale, tandis que le sud (Abitibi, Lac-Saint-Jean, Gaspésie) souffrira d’un manque d’eau. « Le déclin dans le sud ne pourra pas toujours être compensé par une plus forte croissance dans le nord, résume Loïc D’Orangeville, premier auteur de l’étude et chercheur postdoctoral à l’UQAM. Globalement, le vent va tourner. »

Jusqu’à présent, les scientifiques savaient très mal comment les changements climatiques affecteront les principales essences de la forêt boréale (épinette noire, épinette blanche, sapin baumier, pin gris, mélèze, peuplier faux-tremble et bouleau blanc).

La courte durée de la saison chaude est actuellement le facteur limitant de la croissance des arbres dans les régions les plus nordiques. Quand le mercure est trop bas, la photosynthèse s’interrompt. De plus, le froid empêche que les sols s’enrichissent. « Les éléments nutritifs dans le sol sont générés par des microorganismes dont l’activité dépend directement de la température », explique M. D’Orangeville. Ainsi, une hausse de la température stimulera la croissance des arbres dans le nord de la zone boréale.

À l’opposé, le manque d’eau limitera la croissance dans le sud de la forêt boréale. Les modèles climatiques prévoient une diminution des précipitations au Québec, et les températures plus élevées amplifieront l’évaporation de l’eau au sol et dans les feuillages. « En Alberta, où le climat est beaucoup plus sec qu’au Québec, on voit déjà davantage de mortalité dans les forêts », note M. D’Orangeville.

Des données uniques

Les conclusions de l’étude s’appuient sur une impressionnante base de données : depuis une quarantaine d’années, des techniciens du ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec (MFFP) arpentent la forêt boréale pour mesurer le diamètre des arbres, noter les caractéristiques des sols et prélever des échantillons cylindriques (des « carottes ») dans le tronc des arbres. Au fil des décennies, ils en ont extrait plus de 270 000.

En Alberta, où le climat est beaucoup plus sec qu’au Québec, on voit déjà davantage de mortalité dans les forêts

« C’est une base de données des plus impressionnantes, comme on n’en trouve nulle part ailleurs sur terre », remarque Loïc D’Orangeville, qui indique que des chercheurs des quatre coins du globe veulent maintenant travailler avec la base de données québécoise.

En mesurant l’épaisseur des cernes sur chaque carotte, il est possible de déterminer la croissance annuelle de chaque arbre. Toutefois, cette analyse ne peut se faire à l’oeil nu. M. D’Orangeville et ses collègues au MFFP ont donc développé un programme qui procède automatiquement à l’examen avec des photos des carottes.

Ces résultats en main, ils ont ensuite mené une analyse statistique afin d’isoler la contribution du climat dans la croissance de chacune des essences. L’âge, la compétition avec le voisinage (qui peut priver l’arbre de soleil ou de nutriments), le type de sol et le diamètre déterminent en grande partie la croissance annuelle d’un arbre, alors que le climat ne compte que pour 10 % de l’équation, explique celui qui deviendra bientôt professeur à l’Université du Nouveau-Brunswick. Une fois les effets de la température et des précipitations isolés, les chercheurs ont extrapolé leurs observations à des scénarios climatiques futurs.

Les changements climatiques entraîneront des conséquences secondaires que les estimations des chercheurs ne prennent pas en compte, comme l’intensification des feux de forêt et des épidémies. De prochaines études pourraient s’y attarder, pense M. D’Orangeville.

Chose certaine, le climat change beaucoup plus rapidement que la vitesse à laquelle les essences d’arbres du sud — davantage adaptées à la chaleur — peuvent se propager vers le nord. « Selon une étude, il faudrait que les arbres montent dix fois plus vite vers le nord pour arriver à suivre la progression du réchauffement », remarque-t-il.

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