Soutenance mémoire
Le réchauffement climatique
« Le climat actuel connait un réchauffement sans équivoque », telle est la conclusion tirée du quatrième rapport du GIEC (Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat) paru en 2007 concernant l’évolution du climat. Au XXème siècle, la terre a connu un réchauffement d’en moyenne 0,74°C. Le cinquième rapport du GIEC (2014) atteste avec plus de certitude encore (probabilité 95%), la part des activités humaines et notamment l’usage des énergies fossiles comme première cause du réchauffement planétaire actuel. Ce dernier rapport en date présente également les derniers scénarios, nommés « RCP », réalisés par la communauté scientifique, se basant sur des profils d’évolutions possibles des concentrations de l’atmosphère en gaz à effet de serre, ozone et précurseurs d’aérosols. Ainsi, en fonction du scénario, on peut s’attendre à une augmentation des températures de 0,3°C à 4,8°C au cours du XXIème siècle, par rapport à la période 1986 2005. L’ensemble des scénarios sont équiprobables : il n’est pas possible à ce jour d’affirmer que l’un d’entre eux est plus plausible que les autres (ONERC, 2013). La région méditerranéenne est caractérisée par un climat sec, avec des étés chauds où les précipitations sont rares voire inexistantes et des hivers très doux. Elle est particulièrement exposée au réchauffement climatique, on parle parfois de « hot spot ».
L’impact observé du changement climatique sur les massifs forestiers
La physiologie et la croissance des essences forestières est fortement liée à la température et à la disponibilité en eau du sol (Bontemps et al., 2005; Charru et al., 2010; Nemani et al., 2014). La température influe entre autre sur la durée de la période de végétation par un débourrement précoce ou un retard la chute des feuilles (Menzel, 2003). Les précipitations, combinées aux températures et aux conditions édaphiques locales, déterminent le stock d’eau disponible pour les arbres, ainsi que la vitesse à laquelle ce stock s’épuise et se reconstitue (Bréda et al., 2006). Les cas de grands dépérissements forestiers dans la littérature scientifique au cours des 15 dernières années ont été multipliés par trois, avec plus de 200 cas répertoriés sur cette période, concernant tous les continents et tous les types de forêts (Allen et al., 2010). Néanmoins, l’observation des forêts a considérablement progressé durant cette période et le nombre de pays disposant de moyens significatifs de gestion forestière et de suivi a aussi augmenté. Bien que les dépérissements puissent se produire en l’absence du changement climatique, les nombreuses études réalisées sur le sujet suggèrent qu’au moins une partie des écosystèmes forestiers y réagissent de façon avérée (Allen et al., 2010; Vennetier, 2012). De plus, le climat détermine fortement la dynamique des agents pathogènes et des ravageurs. Le manque de froid génère une survie généralisée des populations jusque-là décimées par le gel, celles-ci se reproduisent alors de manière exponentielle (Berg, et al; 2006; Vennetier, 2012). La détérioration des conditions hydriques pour les arbres (stress hydrique, voire sécheresse) sous l’effet du réchauffement diminue leur résistance naturelle face aux attaques biotiques. Même les arbres les plus vigoureux peuvent ne pas survivre dans ces conditions (Vennetier, 2012). Les forêts du bassin méditerranéen sont particulièrement affectées. Le déficit en eau est le principal facteur limitant de la croissance de la végétation dans la région, augmentant les risques de dépérissements forestiers et la mortalité des arbres. Et si certaines essences adaptées au climat de la zone s’y trouve encore accommodé (Pin d’Alep, Pin noir), d’autres, déjà en marge de leur aire de répartition comme le Pin sylvestre, arrivent en limite de leur capacité d’implantation face à l’évolution du climat. (Vennetier et al., 2008). Les constats inquiétants de dépérissements faits sur le Pin sylvestre en région PACA font l’objet d’une description plus bas dans le rapport (Cf §1.5).
Les principales formations forestières de la région (d’après IFN, 2010)
La région Provence-Alpes-Côte d’Azur (PACA) s’étend sur 31 399 km2
. Le taux de boisement du territoire (48 %), soit environ 1 517 000 ha de forêt, est largement supérieur à la moyenne nationale (29 %). C’est la seconde région française la plus boisée après la Corse. Ce taux masque cependant une forte hétérogénéité entre les départements. Trois essences dominent la région : le Pin sylvestre (250 000 ha), le Chêne pubescent (220 000 ha) et le Pin d’Alep (200 000 ha). Le Chêne vert (100 000 ha) et le Mélèze (77 000 ha) sont aussi des essences bien représentées. Le Chêne pubescent et le Pin sylvestre forment à eux deux près de la moitié des peuplements monospécifiques de la région. Le mélèze d’Europe est l’essence pour laquelle la part de peuplement pur est la plus importante en région PACA (71 %). Le mélange de Pin sylvestre et de feuillus représente la plus grande part (23 %) des peuplements mélangés de la région. La part occupée par le Pin sylvestre dans la région souligne l’importance de s’intéresser à cette essence.
Génétique et adaptation
En lien avec l’étendue de son aire de répartition et la grande diversité des conditions écologiques qu’il occupe, le Pin sylvestre présente une grande diversité intra spécifique puisqu’il existe au moins 150 variantes (sous-espèces, variétés) dont huit taxons en région méditerranéenne (Medail, 2001). Cette variabilité génétique peut se traduire par des caractères morphologiques différents (structure du bois, forme des aiguilles, port général). Un taxon relictuel en basse Provence présenterait même une activité cambiale bloquée lors de la sécheresse estivale et une réaction négative face aux précipitations automnales. Une hybridation avec le Pin à crochet semblerait possible, des individus intermédiaires ayant été signalés dans les Alpes du Sud. Huit taxon distincts sont généralement considérés en région méditerranéenne dont quatre présents en Espagne.
Importance de la défoliation mesurée en PACA
Le pourcentage moyen de perte foliaire trouvé sur l’ensemble des placettes d’échantillonnage en PACA (48%) dépasse encore les constats de défoliation faits sur les Pins sylvestres, mesurés en 2010 sur les placettes du réseau systématique de surveillance du DSF en région méditerranéenne (32%) (DSF, 2011), ainsi que sur les placettes des Alpes-Maritimes où la défoliation s’élève jusqu’à 44,8% en 2014 (ONF, 2016). Ces résultats confirment la tendance à la hausse des pertes foliaires sur ces pins dans la région PACA. En 2009, le taux de défoliation moyen des placettes des Alpes-Maritimes n’était que de 28,5%. Une corrélation positive entre la défoliation et la mortalité a été mise en évidence dans notre étude. Galiano et al. (2010) a démontré une relation similaire mais avec un coefficient de corrélation plus élevé (R²= 0.62). Cependant cette dernière étude a eu lieu sur une zone ayant été spécifiquement affectée par la sécheresse (ayant eu lieu deux ans auparavant et s’étant prolongé) et présentant des dommages avérés sur les Pins sylvestres.
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Table des matières
Introduction
1. Contexte de l’étude
1.1 Le réchauffement climatique
1.2 Une modification des massifs forestiers sous l’effet du changement climatique
La notion de dépérissement forestier
L’impact observé du changement climatique sur les massifs forestiers
Impacts attendus du réchauffement climatique sur les massifs forestiers au cours du prochain siècle
1.3 Contexte environnemental et socio-économique de la région PACA
Le relief et le climat de la région
Les étages bioclimatiques
Les principales formations forestières de la région (d’après IFN, 2010)
Les enjeux du Pin sylvestre
1.4 L’autoécologie du pin sylvestre
Distribution
Altitude – Exposition
Topographie et sol
Ravageurs et pathogènes
Génétique et adaptation
1.5 Le dépérissement spécifique du Pin sylvestre en région PACA
Les constats récents de dépérissements dans la région
Les facteurs de dépérissement identifiés dans la littérature
1.6 Problématique et démarche
Objectif général
Les hypothèses de travail
La démarche adoptée
2. Matériel et Méthodes
2.1 Zone d’étude, échantillonnage et relevés de terrain
Plan d’échantillonnage
Relevés de terrain
2.2 Les données climatiques
Données climatiques disponibles et choix des données
Choix de la formule d’ETP
2.3 Traitement des données
Caractérisation du dépérissement dans l’étude
Traitement SIG et correction d’échelle
Analyses statistiques
3. Résultats
3.1 Réponse de la défoliation aux variables utilisées dans l’échantillonnage
3.2 Carctérisation de l’état sanitaire des placettes et relations simples de la défoliation et de la mortalité avec différents facteurs
Caractérisation de l’état sanitaire des placettes
Relations simples de la défoliation et de la mortalité avec différents facteurs
3.3 Détermination d’un modèle explicatif multifactoriel du dépérissement
Comparaison des modèles « défoliation » et « taux de mortalité »
Les variables significatives retenues dans le modèle « défoliation »
Le modèle « gui »
Classification des variables explicatives du dépérissement
3.1 Cartographie du modèle retenu
4. Discussion
Importance de la défoliation mesurée en PACA
La part des variables climatiques dans la défoliation
Les variables prépondérantes dans le modèle de défoliation
Le gui
Les chenilles processionnaires
La topographie
Validation des hypothèses
Limites de l’étude
Conclusion et perpectives
Bibliographie
Annexes
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