Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL

Nos arbres ne poussent que quelques jours par an

09.12.2021 | Roman Zweifel, Sophie Etzold, Michèle Kaennel Dobbertin | News WSL

La hausse des températures prolonge la période de croissance sous nos latitudes, ce qui pourrait théoriquement être positif pour la croissance des forêts. Une étude menée par l'Institut fédéral de recherches WSL montre toutefois que les arbres ne poussent en fait que quelques jours par an. En conséquence, les jours plus chauds au printemps et en automne contribuent à peine à la formation du bois – un facteur important pour la future capacité des forêts à stocker du carbone.

Fig. 1. Le dendromètre à pointe mesure les fluctuations du rayon du tronc avec une précision de l'ordre du micromètre. Les données renseignent sur la croissance et le bilan hydrique des arbres. (Photo: Roman Zweifel, WSL)

Comprendre la croissance des arbres en fonction de la température, de la disponibilité en eau et des conditions de lumière est essentiel pour améliorer les prévisions du stockage du carbone par les forêts. Dans une nouvelle étude internationale publiée dans la revue Ecology Letters, des scientifiques du WSL et leurs co-auteurs sont allés plus loin et ont quantifié non seulement comment, mais aussi quand et pourquoi les arbres poussent au cours de l'année.

Ils ont analysé des données de croissance mesurées automatiquement chaque jour pendant huit ans sur 160 arbres répartis sur 47 sites dans toute la Suisse. À leur grande surprise, les nouvelles cellules de bois ont été formées en à peine quelques jours, et ce, chez les sept espèces d'arbres de l'étude. Dans l'ensemble, la croissance s'accélérait au printemps, avec un pic d'avril à juin et un ralentissement, généralement marqué, juste avant le solstice d'été. Les scientifiques ont souhaité comprendre les raisons de ce petit nombre de jours de croissance.

Quelques jours à peine déterminent la croissance d'un arbre

Les résultats montrent que seule une petite partie de la période de végétation (12 % à 30 %) est effectivement utilisée pour la croissance annuelle. En effet, sur une année, la période de végétation compte environ 250 jours, dont 90 à 120 pendant lesquels la croissance est effectivement possible.  Or, les données ont révélé que les arbres n'utilisent pas entièrement cette petite fenêtre. «Nous avons été surpris de constater que nos sept espèces d'arbres ne poussent en moyenne que 29 à 77 jours par an», commente Sophia Etzold, biologiste au WSL à Birmensdorf et première auteure de l'article. C'est le sapin qui a poussé pendant le plus de jours par an, et le pin pendant le moins. L'épicéa, en revanche, a enregistré les taux de croissance journaliers les plus élevés (25 µm/jour), mais pendant seulement 43 jours par an en moyenne. 

Une période de végétation plus longue ne signifie pas plus de croissance

Fig. 2. Croissance radiale journalière du tronc chez sept espèces d'arbres mesurée sur 47 sites en Suisse (moyenne des années 2012 à 2018). Plus la couleur d'un jour est verte, plus la croissance est forte. Les zones grises indiquent la période de croissance moyenne par espèce et par emplacement. La ligne pointillée marque le solstice d'été (21 juin), date après laquelle la croissance de toutes les espèces diminue fortement. (Graphique: Sophia Etzold, WSL)

Plus un arbre forme de bois, plus il peut stocker du carbone atmosphérique. La nouvelle étude met en évidence que la durée de la période de croissance ne fait guère de différence. Un démarrage précoce avant avril et une fin tardive après octobre ont même tendance à se solder par une croissance annuelle moindre.

«Cette découverte est importante au vu de l'augmentation des concentrations de CO2 et du réchauffement climatique qui en découle», souligne Roman Zweifel, responsable du réseau de mesure TreeNet, d'où proviennent les données. Le réchauffement climatique a certes allongé la période de végétation, dans laquelle les conditions de croissance sont suffisantes pour les arbres sous nos latitudes. Cet avantage ne peut cependant pas compenser les effets négatifs de la chaleur et de la sécheresse pendant les mois d'avril à juin, lorsque la croissance se produit effectivement.

La longueur des jours et l'humidité déterminent si la croissance aura lieu

Tout porte à croire que nos arbres suivent une horloge interne qui réduit leur croissance à partir du solstice d'été (vers le 21 juin), même si les conditions ambiantes sont encore bonnes. «Nous supposons que la diminution de la longueur du jour signale à l'arbre qu'il doit achever sa croissance et donner la priorité à d'autres processus pour se préparer à l'arrivée de l'hiver – par exemple la lignification des parois cellulaires secondaires, ou la formation de fruits, de bourgeons et de réserves. Chez toutes les espèces de l'étude, le rythme annuel de la longueur des jours détermine une fenêtre propice à la croissance. À l'intérieur de celle-ci, cependant, c'est la disponibilité de l'eau dans l'air et le sol qui détermine si les arbres poussent effectivement. Si l'air ou le sol sont trop secs, la croissance du tronc est inhibée.

Une croissance limitée à quelques jours: un bien et un mal

Cette étude montre que les mauvaises conditions telles que la sécheresse et la chaleur pendant la principale saison de croissance d'avril à juin peuvent difficilement être compensées. Ce qui manque à l'arbre pendant cette période se traduira largement par un déficit de croissance jusqu'à la fin de l'année sous la forme d'un cerne étroit. Cela affecte généralement moins les feuillus que les conifères, qui commencent en principe à pousser jusqu'à 30 jours plus tard et bénéficient donc d'une fenêtre de temps plus courte pour une croissance optimale. C'est une des raisons pour lesquelles l'évolution actuelle du climat ne laissera probablement guère de chance aux épicéas sur les sites relativement secs de basse altitude. En altitude, cependant, des températures plus élevées peuvent aider à mieux respecter la fenêtre de croissance optimale, car il a été démontré que les conditions plus froides retardent le démarrage de la croissance.

Pour le stockage de carbone par les forêts, il importe peu que la période de végétation s'allonge, mais plutôt de savoir s'il y aura à l'avenir des fenêtres temporelles offrant de bonnes conditions de croissance. Or, comme récemment rapporté par le WSL, ce sont surtout les heures fraîches et humides pendant la nuit qui permettent la division cellulaire des arbres. Il est donc permis d'espérer que quelques nuits humides suffisent pour que les arbres réalisent leur croissance annuelle, même dans des conditions généralement plus sèches.

Fig. 3. La croissance moyenne par jour (graphique de gauche) et le nombre de jours de croissance par an caractérisent la vigueur des sept espèces d'arbres examinées. Une forte croissance annuelle importante du tronc nécessite principalement un grand nombre de jours de croissance. (Graphique: Roman Zweifel, WSL)

TreeNet

TreeNet est un réseau de surveillance environnementale pour mesurer la croissance des arbres et la sécheresse. Il est géré par le WSL, l'ETH Zurich, l'Université de Bâle et l'Institut de biologie végétale appliquée IAP en collaboration avec d'autres partenaires. TreeNet bénéficie du soutien financier de l'Office fédéral de l'environnement OFEV.

Contact

Article original et liens

Article original

  • Etzold, S., Sterck, F., Bose, A.K., Braun, S., Buchmann, N., Eugster, W., et al. (2021) Number of growth days and not length of the growth period determines radial stem growth of temperate trees. Ecology Letters, 00, 1–13. doi.org/10.1111/ele.13933

 

Liens

Droits d'auteur

Le WSL et le SLF mettent gratuitement à disposition le matériel iconographique pour l’illustration d’articles de presse liés à ce communiqué. L’importation de ces illustrations dans des bases de données photographiques et la vente à des tiers sont strictement interdites.