Comparaison du bilan de carbone et du potentiel d’atténuation des changements climatiques

Comparaison du bilan de carbone et du potentiel d’atténuation des changements climatiques

ÉTAT DES CONNAISSANCES

Un aspect important ayant une forte influence sur la séquestration de carbone est l’âge des peuplements (Kurz et Apps, 1999; Garcia-Gonzalo et al., 2007a; Garcia-Gonzalo et al., 2007b). Un jeune peuplement sera moins efficace à séquestrer du CO2 qu’un peuplement plus mature puisqu’en vieillissant, il augmente sa capacité à accumuler le carbone dans ses tissus. Toutefois, en l’absence de perturbation, la croissance nette du peuplement devient plus ou moins stable. Certains auteurs ont montré que l’écosystème forestier finit par atteindre un niveau où il émet autant sinon plus de CO2 qu’il en absorbe (Garcia-Gonzalo et al., 2007b; Lippke et al., 2011; Moroni, 2013; Ter-Mikaelian et al., 2013) alors que d’autres affirment qu’il pourrait demeurer un puits de carbone pour plusieurs siècles, entre autres, par un transfert du carbone de la biomasse vivante vers la biomasse morte et le sol (Luyssaert et al., 2008).

Dans tous les cas, à ce stade, comme une quantité importante de carbone est séquestrée dans l’écosystème, les risques sont plus élevés de libérer une grande partie de carbone vers l’atmosphère dans le cas de perturbations naturelles (Ter-Mikaelian et al., 2008; Moroni, 2013). En somme, lorsque l’on étudie la quantité de carbone séquestré par un peuplement, il est important de bien établir l’horizon de temps sur lequel on l’évalue (Perez-Garcia et al., 2005; Ter-Mikaelian et al., 2013). Un jeune peuplement aura la capacité un jour d’être un puits de carbone important et un vieux peuplement pourrait cesser de croître en capacité de séquestration après un certain temps ou du moins ralentir le processus.

De plus, la récurrence des différents types de perturbations naturelles varie selon l’échelle de temps considérée. À la lumière de ces informations, on peut comprendre que les perturbations et l’âge ont un impact majeur sur la séquestration de carbone. Comme l’aménagement forestier joue un rôle à ces niveaux, on peut donc suggérer que certaines actions sylvicoles permettraient d’accroître la capacité d’une forêt à séquestrer du carbone. Un aménagement réfléchi en conséquence pourra permettre d’y arriver (Backeus et al., 2005).

En plus de l’âge, le type de peuplement ainsi que les propriétés de la station jouent un rôle important sur son pouvoir de séquestration de carbone (Garcia-Gonzalo et al., 2007a). Ainsi, en appliquant un aménagement sylvicole approprié à la forêt ciblée, on est plus à même d’améliorer le bilan de carbone. Selon la répartition des classes d’âge et des types de peuplement, il peut être plus intéressant d’avoir un régime plus intensif, c’est-à-dire où les activités sylvicoles permettront une plus grande récolte plus rapidement ou, au contraire, un régime plus extensif allant jusqu’à la conservation du massif forestier (Marland et Marland, 1992).

La forêt permet aussi l’atténuation des GES par la production de produits du bois (Backeus et al., 2005; Perez-Garcia et al., 2005; Ter-Mikaelian et al., 2008, 2013). Le bois est constitué d’environ 50% de carbone, 44% d’oxygène et 6% d’hydrogène (Pettersen, 1984). Le carbone séquestré dans les produits y restera tout au long de la vie du produit. Ainsi, il le sera plus longtemps pour le bois de sciage qui servira de poutre dans la construction d’une maison que dans une feuille de papier, par exemple. En plus de stocker du carbone pour un certain temps, un produit peut aussi avoir un effet de substitution (Perez-Garcia et al., 2005; Ter-Mikaelian et al., 2008; Haus et al., 2014). Par exemple, si l’utilisation du bois permet de réduire la demande, et donc la production, du béton qui est beaucoup plus émetteur de GES, le produit devient d’autant plus efficace en termes d’atténuation de GES. Une autre option possible pour minimiser les émissions de carbone grâce à la forêt consiste en l’utilisation de sa biomasse pour créer de l’énergie. La bioénergie peut s’avérer être une solution efficace d’atténuation des émissions de CO2 pour remplacer les sources d’énergie fossile (Haus et al., 2014).

On s’appuie alors sur l’hypothèse que le carbone libéré lors de la combustion de la biomasse sera éventuellement capté à nouveau par la forêt (Kallio et al., 2013). Toutefois, il faut savoir que les énergies fossiles ont une plus grande densité énergétique que la bioénergie (elles produisent plus d’énergie pour la même quantité de CO2 libérée). Ainsi, lors de son utilisation, la biomasse crée une dette de carbone qui sera remboursée dans les années suivantes au fur et à mesure que la forêt croît et séquestre du carbone (Kallio et al., 2013). Il existe plusieurs facteurs qui contribuent à cette dette carbone et qui détermineront si le bénéfice pour l’atmosphère se manifestera à plus ou moins long terme. Cette option, même si dans certains cas, pourrait s’avérer intéressante à court terme, est exclue du cadre d’analyse de cette étude.

Hypothèse 1

L’allongement de la révolution améliore le bilan de carbone d’une station donnée et contribue à un effet refroidissant sur le climat, à la fois en augmentant les stocks de carbone en forêt et en augmentant la quantité de bois de sciage produite. Quelques études européennes démontrent qu’allonger la révolution peut favoriser la séquestration de carbone en forêt et dans certains cas dans les produits du bois (Liski et al., 2001; Kaipainen et al., 2004; Pyörälä et al., 2012). Toutefois, elles se concentrent sur des essences qui ne sont pas ou que peu représentées dans la forêt à l’étude de ce document. Pourtant l’essence déterminera le potentiel de stockage de carbone et la vitesse à laquelle elle s’effectue (Seely et al., 2002).

Il nous semble tout de même logique qu’ici aussi en allongeant la révolution, on y favorisera la séquestration de carbone. En effet, de manière générale, les révolutions sont fixées au moment où le maximum d’accroissement annuel moyen en volume est atteint, ce qui ne fait que maximiser la quantité de volume de tige produit dans le temps, sans pour autant tenir compte des autres stocks de carbone ou de la proportion en bois de sciage. Par ailleurs, attendre un peu plus longtemps avant de couper permet à la forêt de prendre en efficacité de séquestration de carbone, car les arbres plus matures auront une plus grande capacité à le faire avant de tendre vers un point d’équilibre (moment où ils émettent autant de CO2 qu’ils en absorbent).

En outre, une étude réalisée en Colombie- Britannique arrive aussi à la conclusion que l’allongement de la révolution permet une meilleure accumulation des stocks de carbone en forêt (Seely et al., 2002) Tel que vu précédemment, les essences influencent le panier de produits (Liski et al., 2001). Dans la forêt à l’étude et selon la structure industrielle actuelle, on retrouve principalement des essences qui permettent la production de bois de sciage et de pâte. Un scénario ayant une révolution trop courte entraînera une plus grande proportion d’arbres de faible diamètre lors de la récolte et donc une plus grande production de pâte, alors que le bois de sciage séquestre le carbone à plus long terme et empêche des émissions de GES lorsqu’il substitue un matériau à plus grande empreinte carbone (Lundmark et al., 2014). Ainsi, pour favoriser ce type de produit, il faut laisser les arbres atteindre un plus gros diamètre, qui sera obtenu en plus grande proportion si le moment de la récolte est repoussé de quelques années. Il est à noter, toutefois que même si cette affirmation est logique en théorie à l’échelle du peuplement, il peut en être tout autre, en pratique, à l’échelle du paysage, puisque le fait de laisser les stocks de carbone en forêt plus longtemps augmente les risques de pertes attribuables aux perturbations naturelles,

Hypothèse 2

Passer d’un régime équien (coupe totale) et à un régime inéquien (coupe progressive irrégulière) améliore le bilan de carbone d’une station donnée et contribue à un effet refroidissant sur le climat, à la fois en augmentant les stocks de carbone en forêt et en augmentant la production de bois de sciage. Très peu d’informations sont disponibles quant à l’effet d’un régime inéquien sur le carbone. Quelques études sur la forêt boréale européenne semblent tout de même établir un lien entre ce type de régime et une séquestration de carbone plus favorable (Pukkala 2014; Laiho et al., 2011; Pukkala et al., 2011). Cette hypothèse est aussi soutenue par le fait que ce type de régime permet un bon compromis dans le temps entre le stock en forêt et le stock dans les produits, diminuant ainsi les risques de perte de carbone séquestré.

De plus, avec une coupe progressive irrégulière, les arbres sont choisis au moment de la récolte; on favorise donc le prélèvement des plus gros individus qui serviront à produire du bois de sciage permettant ainsi de séquestrer à plus long terme le carbone dans le produit. En outre, en choisissant de récolter les arbres aux diamètres les plus importants, on laisse croître les arbres qui ont encore un bon potentiel de séquestration. Finalement, en gardant un couvert forestier constant, il se peut qu’il y ait un effet sur le carbone séquestré dans les débris ligneux et dans le sol. D’ailleurs, des auteurs soutiennent qu’un aménagement qui conserve un couvert constant serait le plus efficace pour conserver le stock de carbone en forêt après la conservation (Seidl et al., 2007).

Table des matières

Résumé
Liste des tableaux
Liste des figures
Dédicace
REMERCIEMENTS
Avant-propos
Introduction générale
Problématique
État des connaissances
Objectifs
Hypothèses de recherche
Chapitre 1
Comparison of carbon balance and climate change mitigation potential of forest management strategies in the boreal forest of Quebec (Canada)
Résumé
Abstract
Introduction
Materials and methods
Study site
Modelling
Sensitivity analysis
Results
Forest carbon dynamics
Comparison of scenarios
Sensitivity analysis
Radiative forcing assessment
Discussion
Conclusion
Conclusion générale
Références

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