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Climat, espèces et adaptation : le rôle de la gestion forestière

Les pratiques forestières peuvent affecter l’adaptation des espèces au changement climatique.

Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science 2020 (du 2 au 12 octobre 2020 en métropole et du 6 au 16 novembre en Corse, en outre-mer et à l’international) dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition a pour thème : « Planète Nature ». Retrouvez tous les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.


La température « de l’air », on nous en parle tous les jours au bulletin météo, mais sait-on vraiment de quoi il s’agit ? D’après la définition de l’organisation météorologique mondiale (OMM), c’est « la température indiquée par un thermomètre exposé à l’air et placé à l’abri du rayonnement solaire direct ».

Dans la pratique, c’est un peu plus compliqué. L’abri doit être bien ventilé – pour éviter des biais lors de vents faibles, surtout si l’abri est au soleil – et placé à une hauteur d’environ 1,5 mètre au-dessus du sol au centre d’une clairière de plusieurs dizaines de mètres de côté, avec un minimum de relief et recouverte de végétation basse, du gazon par exemple.

Tout de suite c’est plus technique… et moins parlant. C’est pourquoi on a inventé le concept de température « ressentie ». Ce concept est assez récent, et souvent attribué à Robert Steadman. Selon lui, ce serait la température qui causerait la même sensation sur la peau nue d’un adulte en marche dans des conditions de vent et d’ensoleillement nuls et d’humidité relative « normale ». Dit autrement, c’est la température de l’air d’un hangar fictif à l’abri du vent mais ventilé et relativement sain et sec qui nous donnerait la même sensation en y marchant que si nous étions dehors sous un abribus ouvert au vent et à l’humidité ambiante.

Mais cette définition de « sensation sur la peau » varie d’un continent à l’autre. Les Australiens sont plus frileux mais supportent beaucoup mieux la chaleur humide que les Canadiens, qui en revanche tolèrent mieux les climats froids et venteux. Un constat que l’on peut appliquer à l’ensemble des êtres vivants, et qui doit être pris en compte dans le cadre de l’acclimatation au changement climatique.

Calcul de température ressentie en fonction de la température de l’air (Tair), de la vitesse de vent (WS) et de l’humidité relative de l’air (RH) selon les critères de l’Amérique du Nord et du Royaume-Uni (graphe du haut, montrant le refroidissement éolien (Wind Chill) d’Environment Canada et l’indice de chaleur (Heat Index) de la NOAA), ou les critères de l’Australie – graphe du bas, montrant la température apparente (Tapparent) calculée selon les formules du bureau météorologique australien. Jérôme Ogée

Température ressentie et acclimatation

L’acclimatation des humains à leur environnement est donc valable à des degrés divers pour tous les êtres vivants, qu’ils soient poïkilothermes (à sang froid, dont la température varie avec celle du milieu) ou homéothermes (à sang chaud, dont la température est régulée et quasi-constante). Par exemple, les feuilles d’une même espèce végétale seront généralement plus petites en limite méridionale d’aire de répartition, où il fait plus chaud, afin de maximiser l’effet du vent sur leur refroidissement, ou certaines plantes désertiques développeront une pilosité sur leur épiderme les rendant presque blanches, absorbant ainsi moins la chaleur du soleil.

Le problème est que cette acclimatation intrinsèque à chaque espèce a des limites, et que le réchauffement climatique actuel est bien trop rapide pour cette adaptation. Certaines populations locales n’ont même plus le temps de migrer vers des climats plus cléments leur permettant d’éviter leur seuil de températures létales. C’est notamment le cas des populations limitées aux îlots d’altitude, comme certaines populations de lézards au Mexique.

À l’échelle d’un paysage ou d’une petite région, la température de l’air n’est heureusement pas homogène, ce qui permet aux espèces de trouver des lieux où s’abriter sans avoir à migrer sur une longue distance. Le relief, mais aussi la présence de bâtis ou de végétation plus ou moins haute et dense génèrent des variations du microclimat. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle l’OMM impose des conditions très strictes pour mesurer la température de l’air et éviter de comparer ce qui ne peut pas l’être.

Les sous-bois, précieux microclimats

Variations verticales de la température de l’air typiquement observées en mi-journée pendant une canicule, au-dessus et à l’intérieur de divers couverts végétaux de taille et densité différentes. Plus le couvert est haut et dense, plus l’air du sous-bois est frais. Jérôme Ogée, CC BY-NC-SA

Ainsi, à conditions topo-géographiques égales, l’air du sous-étage forestier est généralement plus frais le jour ou en été, et plus chaud la nuit ou en hiver, que l’air au-dessus d’une végétation basse (prairie, culture) ou d’un sol nu. Cette capacité des sous-bois forestiers à atténuer les extrêmes climatiques se traduit par une plus grande stabilité et un découplage partiel du microclimat forestier par rapport au macroclimat, aidant ainsi les espèces qui y vivent à s’adapter aux conditions climatiques futures.

Photo d’un abri ventilé permettant de mesurer la température de l’air dans un sous-bois forestier. Jérôme Ogée

Cette atténuation des extrêmes climatiques en sous-bois forestier est bien utile car les forêts hébergent la majeure partie de la biodiversité terrestre, laquelle est en déclin rapide.

Si la lutte contre la déforestation reste un levier majeur pour limiter la perte de biodiversité en cours, l’adaptation des modes de gestion forestière en est un autre tout aussi important, surtout en Europe ou Amérique du Nord, où les surfaces forestières sont plutôt en augmentation.

Mieux comprendre les mécanismes et facteurs influençant le microclimat forestier apparaît comme une priorité pour accompagner les politiques de conservation et de maintien de la biodiversité.

Microclimat, forêts et thermophilisation

Deux études récentes conduites sur plusieurs forêts européennes et nord-américaines ont montré en effet que la gestion forestière influençait fortement le microclimat et par conséquent la biodiversité.

Les espèces préférant les climats chauds sont favorisées par le réchauffement climatique mais la « thermophilisation » des communautés de sous-bois – c’est-à-dire l’augmentation du nombre d’espèces préférant les climats chauds ou la diminution d’espèces préférant les climats plus doux ou froids – est souvent plus lente que la dynamique du réchauffement macro-climatique, pour des raisons jusqu’alors inconnues.

Ces études ont montré que la vitesse de thermophilisation des communautés végétales en sous-bois sur les décennies récentes pouvait s’expliquer par les variations du pouvoir d’atténuation des extrêmes climatiques de la forêt à la suite d’un gain (afforestation, régénération) ou d’une perte (coupe rase, éclaircie, feux) du couvert végétal, et non par les seules variations du macroclimat sur la même période.

Besoin d’outils pour mieux évaluer la gestion des forêts

Afin d’accompagner les gestionnaires forestiers dans leur lutte pour préserver la biodiversité, il est donc urgent d’évaluer l’influence des pratiques de gestion sur le microclimat forestier. Ces efforts demandés aux gestionnaires forestiers doivent être menés de concert avec d’autres objectifs de maintien des services écosystémiques rendus par les forêts, comme la production de biomasse pour la construction ou l’énergie, la régulation du climat et du cycle hydrologique, et le maintien des attributs récréatifs et culturels.

Actuellement, les modes de gestion sont souvent optimisés vis-à-vis de la production de biomasse et du stockage de carbone dans les sols, par manque d’outils de prédiction permettant d’évaluer leur impact sur les autres critères. L’intensification de la gestion forestière en Europe sur la dernière décennie a sans doute des effets non négligeables sur la biodiversité, l’érosion des sols, la régulation du climat et du cycle hydrologique, qu’il est urgent de quantifier.

Nous manquons surtout d’outils permettant d’évaluer prospectivement et objectivement cet impact sous différents scénarios climatiques et de gestion. Développer de tels outils nécessite une forte coopération entre gestionnaires forestiers, scientifiques (écologues, hydrologues, météorologues, économistes, sociologues, etc.) et pouvoirs publics.

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