Une forêt transformée en laboratoire à ciel ouvert

À Font-Blanche, station expérimentale de l’INRAE – Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement – rattachée au laboratoire Écologie des Forêts Méditerranéennes d’Avignon, les chercheurs observent les relations entre les arbres, le sol, l’eau et l’atmosphère.

Au milieu des arbres, une tour d’une quinzaine de mètres domine la canopée. Des capteurs y mesurent notamment les échanges de carbone et d’eau entre la végétation et l’atmosphère, dans le cadre du réseau européen ICOS. Les chercheurs suivent également l’état hydrique des arbres.

Depuis 2009, une partie de la forêt est soumise à une réduction de 30 % des précipitations. « Cela simule le niveau de sécheresse attendu à l’horizon 2050 », commence Guillaume Simioni, chercheur et responsable scientifique du site, pour La Relève et La Peste.

L’objectif étant « de comprendre la réponse physiologique de la forêt aux changements climatiques, et non de modéliser le climat lui-même ».

Le pin d’Alep et le chêne vert sont les principales espèces étudiées. « Le pin d’Alep a été initialement privilégié parce qu’il était moins documenté sur d’autres sites expérimentaux français, malgré sa large répartition », précise Guillaume.

La réaction des arbres au manque d’eau

Lorsque l’eau se raréfie, les arbres adaptent leur fonctionnement. « Les arbres utilisent moins d’eau dès qu’ils ressentent un manque », explique Guillaume. « Moins d’eau disponible entraîne aussi une diminution de la photosynthèse. »

Pour autant, les mesures réalisées depuis 2007 ne montrent pas, à ce stade, de tendance significative vers un stress hydrique extrême.

« Il y a une forte variabilité annuelle et la série de mesures est potentiellement encore trop courte pour observer des tendances à long terme », souligne le chercheur.

Les arbres disposent par ailleurs d’une ressource insoupçonnée sous leurs pieds. « Une découverte majeure est l’accès des arbres à un réservoir d’eau dans la roche calcaire, le karst, sous les sols superficiels, qui font environ 30 centimètres », développe Guillaume.

Cette réserve profonde fournit davantage d’eau que le sol superficiel ne peut en retenir, et joue un rôle essentiel pendant la sécheresse estivale. Sa taille exacte reste toutefois difficile à déterminer.

Les deux espèces étudiées ne semblent donc pas particulièrement vulnérables sur le site pour l’instant. « Il n’y a pas de réponse claire quant à savoir si l’une est plus adaptée que l’autre, cela dépend des critères observés », précise Guillaume.

Le pin d’Alep est néanmoins présent dans des zones plus arides. Un seuil de dommage particulièrement important est surveillé : l’embolie, qui correspond à une rupture de la conduction de la sève dans le xylème et peut entraîner la mort de l’arbre mais « ce phénomène n’a pas été observé sur le site de Font-Blanche », indique Guillaume.

Des gouttières limitent les précipitations annuelles sur la parcelle M30, Fontblanche – INRAE

Vers des forêts plus clairsemées et moins efficaces

L’expérimentation donne aussi un aperçu de la manière dont la forêt pourrait évoluer avec une diminution de la disponibilité en eau.

« Avec moins de précipitations, les arbres tendent à produire moins de feuillage pour réduire leurs besoins en eau. Inversement, l’irrigation augmente le feuillage », observe Guillaume.

Cette capacité d’ajustement pourrait conduire à des forêts moins denses : « les forêts pourraient devenir plus clairsemées dans un climat plus sec ».

Installation vue du dessous – Crédit : INRAE

La sécheresse ne modifie toutefois pas seulement l’apparence de la forêt. Elle affecte également son rôle dans le cycle du carbone. « Les sécheresses et canicules réduisent significativement la capacité de la forêt à séquestrer le carbone », explique le chercheur.

Lors d’événements particulièrement intenses, le phénomène peut même s’inverser. « Lors de la canicule de 2019, la forêt pouvait passer d’un puits de carbone à une source de carbone en quelques jours », indique Guillaume.

Avec des températures futures plus élevées, ces épisodes pourraient augmenter, ce qui ne constitue « pas une bonne nouvelle » selon lui, pour la séquestration du carbone par les forêts.

À Font-Blanche, les chercheurs poursuivent leurs mesures pour mieux comprendre les mécanismes qui permettent aux arbres de résister à la sécheresse. Ces travaux alimentent également le développement de modèles prédictifs du fonctionnement des arbres et des écosystèmes forestiers.

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