Comment l’évolution du climat modifiera-t-elle la dynamique des forêts ? Comment une population d’arbres évoluera-t-elle si la mortalité des vieux arbres est accrue, la croissance ou la production de graines limitée ou la régénération naturelle bloquée ?  La dynamique d’une forêt dépend de son mode de gestion et de toutes les interactions de la forêt avec son écosystème : les arbres entre eux, avec la végétation et les plantules, mais aussi avec les autres organismes, notamment les insectes herbivores et les microorganismes pathogènes du sol. Depuis une dizaine d’années, Irstea étudie comment ces différentes interactions, dites biotiques, pourraient limiter ou aggraver l’impact du climat sur la survie et la démographie des espèces.

La régénération en forêt de montagne

Les forêts de montagne, naturellement très structurées selon les variations de température avec l’altitude, offrent un terrain idéal d’expérimentation, avec des échelles climatiques conséquentes sur des zones très restreintes. On y observe le dépérissement de certaines espèces, comme l’épicéa à basse altitude lors de la sécheresse de 2003, ou la remontée de la forêt en altitude suite à l’abandon des pâturages et dans une moindre mesure au changement climatique. Pour évaluer l’effet des interactions biotiques sur la dynamique forestière, les chercheurs ont étudié la phase de régénération des arbres, très sensible tant aux contraintes climatiques qu’aux interactions biotiques. Sur 10 sites de 6 placettes dans le Vercors, le massif de Belledonne et les Cerces, ils ont planté 100 000 graines de 9 espèces à différentes altitudes, dans des herbacées, sous le couvert ou non d’arbres. Ils ont aussi transplanté de jeunes plantules de basse à haute altitude et inversement. Sur chaque site, les variations de température et les conditions microclimatiques ont été analysées.

Menaces sur les plantules

Sans surprise, les plantules subissent une compétition directe des arbres adultes, de la végétation au sol, des insectes et des pathogènes du sol. Une compétition d’autant plus rude que les milieux sont chauds, par conséquent plus productifs. Plus inattendu, les coupes d’arbres adultes peuvent avoir un effet indirect négatif sur la régénération, en raison de l’abondance accrue d’herbacées au sol, alors en compétition avec les plantules. Le couvert d’arbres aurait donc un impact protecteur, d’autant plus important dans les milieux chauds. Cet effet indirect a surtout été observé chez le hêtre qui pousse à basse altitude. Les espèces de plus haute altitude sont quant à elles plus sensibles à la compétition directe. A terme, ces résultats seront intégrés dans le modèle Samsara2.