28.01.2020 | Reinhard Lässig | News WSL
L’apport d’azote stimule la croissance des arbres. Cependant, si la quantité de polluants atmosphériques azotés dépasse environ 30 kilogrammes par hectare et par an dans une forêt, cette croissance diminue, car d’autres éléments importants font défaut. C’est ce que montre une étude animée dans 23 pays européens par l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL.
Jusqu’à présent, les écologues et scientifiques forestiers supposaient que l’azote provenant de la pollution atmosphérique entraînait généralement une augmentation de la production de bois. Ce nutriment, qui agit comme un engrais, est en effet un élément de base important pour la croissance des plantes. Cependant, si ces quantités dépassent certains seuils, la croissance peut être inhibée. Jusqu’à présent, l’ampleur de cette inhibition dans les forêts européennes restait incertaine.
Pour prédire à long terme la réaction des écosystèmes forestiers aux évolutions environnementales telles que le changement climatique, il est indispensable de pouvoir évaluer les principaux moteurs de la croissance des arbres et du développement des forêts. C’est pourquoi une équipe de recherche internationale animée par le WSL a étudié l’influence de l’azote sur la croissance des arbres.
Une carence en nutriments malgré l’abondance
Les scientifiques ont démontré que la croissance supplémentaire due à l’azote est limitée dans toute l’Europe. Les données recueillies dans 23 pays européens sur 442 placettes de suivi des forêts montrent que la croissance diminue presque partout au-delà d’environ 30 kilogrammes d’azote par hectare et par an. En dessous de ce seuil, par contre, l’azote a généralement un effet stimulant. Le ralentissement de la croissance s’explique par des carences d’autres éléments nutritifs importants et par l’acidification des sols.
Dans le cadre du réseau européen de surveillance des forêts « ICP Forests » (voir encadré), des scientifiques de toute l’Europe ont examiné cette question. Entre 1995 et 2010, ils ont recueilli plusieurs millions de données de mesure sur environ 100 000 conifères et feuillus. Ils ont enregistré des paramètres tels que l’essence des arbres, leur hauteur et le diamètre de leur tronc, ainsi que divers facteurs climatiques et environnementaux, notamment les dépôts de polluants atmosphériques et la qualité du sol. Enfin, ils ont examiné si différents paramètres ont connu une évolution similaire sur 15 ans. Des données recueillies sur les épicéas, les pins et les hêtres des placettes de suivi des forêts suisses ont également été incluses dans cette étude : Alptal SZ, Beatenberg BE, Isone TI, Lausanne VD, Lens VS, Neunkirch SH et Othmarsingen AG.
L’azote est le facteur environnemental le plus important
Malgré les grandes différences quant à la géographie, la géologie, le sol, l’altitude, le climat et d’autres facteurs environnementaux, c’est avant tout le nombre d’arbres – et donc la pression de la concurrence – ainsi que l’âge des peuplements forestiers qui ont influencé l’augmentation annuelle du diamètre et de la hauteur des arbres. Cela signifie que la forme et l’intensité de l’exploitation forestière par les services forestiers et les propriétaires de forêts ont un impact sur l’augmentation du volume de bois et de feuillage. Cependant, l’apport au sol d’azote atmosphérique était le facteur environnemental le plus important.
Pour la première fois en Europe, les scientifiques ont pu mettre en évidence un « point de bascule », en moyenne de 25 à 35 kg de dépôts azotés par hectare et par an. Là où ce seuil est dépassé, les arbres poussent moins. C’est pour les hêtres que cet effet est le plus manifeste.
Au cours des dernières décennies, les chercheurs avaient déterminé expérimentalement une valeur limite de 10 à 20 kg/ha/an d’azote pour les forêts d’Europe centrale. Cependant, les deux seuils ne peuvent pas être comparés directement. Ce dernier fait référence à des apports accrus d’azote à long terme, non seulement en ce qui concerne la croissance des arbres, mais aussi d’autres effets possibles (biodiversité, lichens, champignons, lessivage des nitrates).
La conclusion de la nouvelle étude est toutefois sans équivoque : un excès d’azote perturbe l’équilibre nutritif de l’écosystème forestier. « Les scientifiques discutent de ce seuil depuis des décennies. Dans le cadre de la coopération européenne, nous avons réussi pour la première fois à déterminer un seuil concret pour la croissance des arbres à une telle échelle, dans les forêts naturelles et dans les forêts exploitées », déclare Sophia Etzold du WSL, l’auteure principale de cette étude. Les autres facteurs environnementaux, tels que la température de l’air, les précipitations ou l’ozone, ont partout moins d’influence sur la croissance des arbres que l’azote, qui provient aujourd’hui principalement des exploitations agricoles (lisier, aliments pour animaux et engrais artificiels…) et de moins en moins des processus de combustion. Ces résultats suggèrent que les émissions d’azote devraient continuer à être limitées afin de prévenir les pertes de croissance des forêts à l’échelle mondiale.
Les données et lieux utilisés dans l’étude font partie du réseau européen d’observation des forêts « International Co-operative Programme on Assessment and Monitoring of Air Pollution Effects on Forests » (ICP Forests www.icp-forests.net). Ce programme est mis en oeuvre par les pays d’Europe dans le cadre d’une convention CEE-ONU. Le programme du WSL de la Recherche à long terme sur les écosystèmes forestiers (LWF) constitue la contribution suisse. Depuis 2017, c’est Marco Ferretti de l’Institut fédéral de recherches WSL qui occupe le poste de président d’ICP Forests. Il s’agit d’un des plus grands réseaux du monde qui observe et surveille les écosystèmes terrestres. Dans toute l’Europe, chaque pays applique des méthodes similaires pour la collecte et l’analyse des échantillons. Ainsi, les chercheurs peuvent suivre non seulement dans leur pays, mais aussi dans toute l’Europe, par exemple la façon dont la pollution atmosphérique agit sur la forêt.
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- ICP Forests: icp-forests.net
- Recherches à long terme sur les écosystèmes forestiers (LWF) www.lwf.ch
- UNECE Air Convention http://www.unece.org/env/lrtap/welcome.html
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