3.Le changement climatique, une nouvelle contrainte pour la forêt méditerranéenne

En région Provence-Alpes-Côte d’Azur, les contraintes climatiques pèsent lourdement sur l’agriculture, mais aussi sur les forêts qui s’étirent du littoral à la montagne. La forêt couvre près de la moitié du territoire régional avec la présence d’essences très variées. En fonction du climat à l’échelle régionale, des conditions physico-environnementales locales (microclimats), mais aussi de l’urbanisation et des incendies, les conifères (pins d’Alep, pins sylvestres, mélèzes d’Europe…) et les feuillus (chênes verts, chênes pubescents, hêtres…) prospèrent, résistent ou disparaissent. Les événements climatiques extrêmes (sécheresse, canicule, pluies torrentielles…) ont un impact direct sur la santé des arbres et des forêts (dépérissements, par exemple) encore jeunes dans la région. Avec le changement climatique, ces événements extrêmes risquent de s’intensifier à court, moyen et long terme, ce qui aura une incidence environnementale,

terme, ce qui aura une incidence environnementale, sociale et économique encore plus grande qu’aujourd’hui. La survie de certaines espèces passe notamment par une adaptation des pratiques forestières des gestionnaires. Considérée comme un espace de vie et d’activités, à la fois source d’équilibre écologique, de revenus (filière bois, par exemple) et symboles paysagers (patrimoine, tourisme), la forêt joue un rôle principal dans la nature et l’économie régionale.

Cette seconde partie met en évidence les conséquences du changement climatique sur les systèmes forestiers et les risques associés, présente des mesures d’adaptation et souligne le lien encore méconnu entre la pollution de l’air et la santé des arbres. L’objectif est d’évaluer les impacts du changement climatique à travers la compréhension des processus qui interagissent dans les systèmes forestiers.

La forêt en première ligne face au changement climatique

Parallèlement à l’augmentation de la température de l’air, l’allongement annoncé de la saison sèche et l’accroissement des épisodes de canicule attendus pour le siècle à venir vont augmenter le stress hydrique auquel l’écosystème forestier est déjà soumis. Ce dernier peut faire face, jusqu’à une certaine limite, à ces nouvelles et brutales contraintes. Son adaptation passe notamment par une accommodation des individus, mais aussi une modification de son fonctionnement et de sa biodiversité.

Dès le stade de la régénération, les effets de l’augmentation de la température de l’air et de l’allongement de la saison sèche vont apparaître : diminution du nombre et de la taille des fruits et des graines ; températures hivernales trop élevées pour provoquer l’éclatement et la désarticulation des cônes, mais aussi pour lever convenablement la dormance des graines ; sécheresse trop précoce au printemps ou trop tardive en automne ne laissant pas le temps au jeune plant de développer profondément son pivot avant la période sèche ou de s’endurcir avant l’hiver. Des substitutions risquent d’être nécessaires pour les essences en difficulté, que ce soit par des réorientations de la gestion ou des plantations, comme, par exemple, l’introduction du cèdre en lieu et place du sapin ou du pin sylvestre. Mais il convient de prendre une large marge de sécurité par rapport aux limites inférieures de pluviométrie ou d’altitude qui prévalaient jusqu’alors pour toutes les espèces ou provenances envisagées.

On observe aussi, suite à la répétition de sécheresses et plus généralement d’évènements extrêmes, une réduction durable de la surface foliaire des arbres et arbustes via des modifications architecturales : moins de branches, moins de feuilles ou aiguilles qui sont aussi plus petites. La phénologie est aussi affectée : le réchauffement permet normalement un démarrage plus

précoce de la croissance au printemps et un arrêt plus tardif en automne. Certaines plantes ont désormais une croissance ininterrompue en hiver (pin d’Alep, par exemple) à cause du manque de froid. Mais ces accommodations ont des limites : un excès de chaleur et de sécheresse réduit au contraire la longueur de la saison de croissance, comme l’ont démontré les dispositifs expérimentaux, et des dépérissements avec mortalités à court terme sont aussi possibles et même déjà observés (cas du sapin, du pin sylvestre, du chêne liège et du chêne blanc après les sécheresses répétées entre 2003 et 2007). Le dépérissement de nombreuses espèces d’arbres et du sous-bois, partiel ou total, augmente de façon importante la combustibilité du milieu et donc le risque d’incendie : accumulation de biomasse sèche sur pied et dans les litières, transparence du couvert arboré qui se traduit par davantage de lumière, de chaleur et de vent en sous-bois, et parfois accroissement du sousbois à la fois en couvert et en volume. Et les branches qui se développent en hiver, lors d’un débourrement très précoce, peuvent aussi être endommagées par le gel.

L’impact du changement climatique n’est cependant pas limité au comportement des seuls arbres, mais affecte l’ensemble de l’écosystème. Il se traduit par une plus grande virulence de certains pathogènes fongiques et entomologiques, qui se développent plus facilement avec le réchauffement. Ceux-ci augmentent le nombre de générations par an qui ne sont parfois plus régulées par le froid en hiver (développement de la chenille processionnaire, par exemple). De plus, le changement climatique joue dès à présent un rôle néfaste sur la composition floristique des forêts, avec une montée en puissance des espèces xéro-thermophiles et une diminution d’espèces mésophiles. Par une sécheresse accrue du sol notamment, il touche aussi l’ensemble des communautés biotiques du sol (mésofaune et microorganismes) dont l’importance dans le fonctionnement du système et le cycle du carbone est fondamentale.

Anticiper le changement climatique ?

La connaissance de l’impact du changement climatique sur le fonctionnement des écosystèmes forestiers est encore trop parcellaire. La région PACA a mis en place deux plates-formes expérimentales, l’O3HP (Oak Observatory à l’Observatoire de Haute-Provence) et le site de Font-Blanche, qui apportent déjà des éléments de compréhension sur la réponse fonctionnelle du chêne pubescent et du mélange pin d’Alep-chêne vert face à une sécheresse sévère.

Dans les peuplements gérés, dans l’optique de les rendre moins vulnérables, il est important d’anticiper les bouleversements en choisissant de manière judicieuse des essences dans l’optimum de leurs conditions stationnelles et en privilégiant les essences les plus résistantes au climat futur.

L’éclaircie partielle de peuplements (Cf. §3.2) en vue de limiter la concurrence est dans certains cas une préconisation à valoriser avec la filière bois-énergie. La protection contre le feu de certains peuplements dégradés, risquant de basculer dans la désertification, est recommandée. L’utilisation de la biomasse, issue des travaux d’éclaircie et de débroussaillement, est possible pour les composts de boues provenant des stations d’épuration. Ces derniers peuvent protéger et reconstituer les sols après dépérissement ou incendie.

Le changement climatique nécessite un effort permanent dans les programmes de sélection et de conservation afin d’assurer une large base génétique aux espèces forestières. Le but est de renforcer la résistance de la forêt, tout en satisfaisant les besoins des populations en termes écologique, économique et social.

Imaginons trois itinéraires sylvicoles (Figures 5 à 7) bien distincts, appliqués à un peuplement régulier de résineux et schématisés sur les figures suivantes, et
examinons leurs conséquences sur l’adaptation au stress hydrique et leur vulnérabilité au risque incendie.

En termes hydriques, cette approche est surtout valable pour les conifères qui adaptent moins facilement leur surface foliaire aux conditions environnementales que les feuillus.

Le changement climatique est une problématique majeure, car il affecte notamment la santé des êtres vivants : les arbres et les forêts ne font pas exception. D’après les projections climatiques du dernier rapport du GIEC, le bassin méditerranéen sera l’une des zones les plus impactées par le changement climatique, avec une hausse des températures de l’air et une possible intensification des sécheresses estivales. La région Provence-Alpes-Côte d’Azur présente une diversité d’écosystèmes forestiers et préforestiers. Leur dynamique (composition, structure) et leur fonctionnement (cycles du carbone et de l’eau, éléments minéraux) sont directement conditionnés par le climat, et indirectement par des perturbations comme les incendies ou les attaques d’insectes. Les sécheresses extrêmes sont aussi considérées comme une perturbation. La sécheresse s’entend comme un déficit de précipitations, mais aussi comme un déficit d’eau dans le sol qui s’accroît avec la hausse de la température (évapotranspiration). Prédire sur le long terme le devenir de ces écosystèmes, sous l’effet du changement climatique, est extrêmement complexe.
Toutefois, l’observation des événements passés, la connaissance des processus biophysiques impliqués et l’utilisation de modèles ou d’indicateurs dépendant de variables climatiques permettent de dégager des tendances.

La sécheresse peut provoquer des dépérissements caractérisés par une défoliation (mortalité des organes) ou la mort des arbres (mortalité de l’individu). L’étage méditerranéen est caractérisé par la présence d’espèces adaptées à la sécheresse et aux fortes températures de l’air, comme le chêne vert et le pin d’Alep qui sont peu vulnérables aux sécheresses estivales, mais dont le fonctionnement peut être altéré par des printemps plus secs. Des défoliations ont ainsi été enregistrées sur des peuplements de l’étage méditerranéen, suite aux années sèches de la période s’étirant de 2003 à 2007. De son côté, l’étage montagnard est caractérisé par la présence d’espèces sensibles à la sécheresse et aux températures élevées comme le sapin, le hêtre ou le pin sylvestre. Des dépérissements massifs de sapins et de pins sylvestres ont été observés dans les Alpes du Sud et l’arrière-pays méditerranéen au cours de la dernière décennie. L’étage supra-méditerranéen est lui caractérisé par des espèces aux comportements intermédiaires vis-à-vis de la sécheresse, comme le cèdre de l’Atlas ou le chêne blanc. La défoliation du chêne blanc s’est accentuée au cours des deux dernières décennies. Outre les dépérissements directement liés au climat, les forêts sont aussi menacées par des agents biotiques (insectes, pathogènes) qui aggravent la défoliation ou la mort des arbres. À la sécheresse et aux agents biotiques s’ajoute la pollution atmosphérique (ozone, dépôts azotés) qui est aussi un facteur d’affaiblissement des écosystèmes forestiers. Globalement, la prévalence des dépérissements a augmenté au cours des dernières décennies pour les forêts méditerranéennes. Il n’est cependant pas toujours possible d’attribuer les dépérissements observés à une cause précise.

Pour les gestionnaires forestiers (Office national des forêts) œuvrant sur le littoral méditerranéen situé à l’est de Marseille, il est aujourd’hui encore difficile d’évaluer les impacts du changement climatique sur les peuplements forestiers. En effet, les observations et les constats effectués sur le terrain, ces 40 dernières années, ne permettent pas de dresser un bilan alarmant, ni de dégager une nette tendance générale.

L’état sanitaire des peuplements forestiers, vis-à-vis d’un stress hydrique lié au déficit des précipitations et/ou à l’augmentation de la température de l’air, en est une illustration. Les essences forestières en place présentent régulièrement des signes de dessèchement (extrémités des branches et bourgeons terminaux qui, visuellement, se traduisent souvent par des descentes de cime), mais ceux-ci s’étendent rarement à la totalité d’un peuplement forestier : ils sont plutôt circonscrits à des zones localisées et ne se manifestent donc pas à l’échelle de massifs. Une mortalité plus importante des arbres a été constatée entre 2003 et 2007, période marquée par des sécheresses hivernales et printanières atypiques. Des pinèdes littorales de pin d’Alep dans le massif des Calanques, ou de pin sylvestre sur les pentes plus élevées du massif de l’Étoile au nord-est de Marseille, ont notamment été affectées, mais sans atteindre des proportions significatives. Ces dégâts ponctuels relevés par les forestiers, qui pourraient être associés au changement climatique, ne remettent pas encore en cause la dynamique globale de reconquête forestière

amorcée depuis la fin du XIXème siècle sur l’ensemble de la région méditerranéenne française. Par exemple, les pinèdes de pin d’Alep ont colonisé plus de 200 000 hectares en un siècle en région PACA, avec une progression encore plus rapide ces dernières décennies (recensements de l’IFN). L’extension du pin d’Alep, grâce à son adaptation phénologique, est peut-être l’une des conséquences du changement climatique, mais sur le terrain, il n’est pas évident de corréler cette évolution à celle du climat, d’autant que la déprise agricole et le comportement pionnier et frugal de l’espèce ont favorisé son développement.

Il faut garder à l’esprit que la première cause de mortalité des forêts à grande échelle reste, dans le sud de la France, les incendies qui détruisent chaque année des milliers d’hectares d’espaces naturels. Au niveau national, en 40 ans, l’amélioration des dispositifs de prévention et de lutte contre les incendies ont permis de diminuer par quatre les surfaces forestières annuelles brulées (de 40 000 à moins de 10 000 ha ces dernières années). Les scénarios d’évolution du climat futur tendent toutefois à renforcer les facteurs de déclenchement et de propagation des feux de forêts (risque accru), à l’image de l’incendie de grande ampleur (18 000 ha) qui a touché les Maures lors de l’été caniculaire de 2003. Pour les forestiers, les événements climatiques extrêmes, comme ceux des étés 2003 et 2016, même s’ils ne présentent pas les mêmes caractéristiques, restent difficiles à appréhender et à anticiper.

Ce constat confirme globalement les résultats des modèles d’évolution de la répartition des essences. On s’attend donc à des déstabilisations de la composition des forêts dans les décennies à venir. Aux effets directs du changement climatique pourraient s’ajouter des attaques d’insectes ravageurs favorisés par le réchauffement, comme les scolytes qui ont décimé les épicéas à basse altitude dans les Alpes du Nord. La régression des espèces sciaphiles auxquelles appartiennent le sapin et le hêtre semble inéluctable sur leur frange inférieure et sur les sols superficiels. L’avenir du pin sylvestre est très incertain tandis que le pin noir d’Autriche des forêts exploitées par les services de Restauration des terrains en montagne (RTM) est plus résilient.

Dans l’étage subalpin, on mise sur la grande plasticité du mélèze et du pin à crochets, malgré quelques premières alertes. Quant à l’épicéa commun qui occupe des surfaces réduites, il n’aura bientôt plus sa place dans les Alpes du Sud. Ces retraits libéreront des surfaces au profit d’essences plus méditerranéennes et seront partiellement compensés par une lente progression en limite supérieure.

Face à ce scénario, le gestionnaire forestier en montagne tente d’adapter les forêts, avec des leviers d’action limités. Il peut conforter les peuplements existants en réduisant la densité et l’âge d’exploitabilité, et en préservant les essences d’accompagnement. Il a aussi recours au changement d’essence, en remplaçant, par exemple, le sapin par le cèdre de l’Atlas.

Les forêts méditerranéennes sont également tributaires de phénomènes physico-chimiques moins connus, comme la pollution de l’air. L’ozone troposphérique, dont les concentrations peuvent atteindre des niveaux records en région Provence-Alpes-Côte d’Azur, est un polluant atmosphérique qui altère la santé des végétaux, mais aussi de la faune et de l’homme. Il est très dépendant des émissions des polluants primaires et des conditions météorologiques. Le changement climatique pourrait renforcer son impact, si des mesures efficaces ne sont pas prises.

Dans la troposphère, l’ozone (O₃) est un polluant produit principalement par la transformation, sous l’effet du rayonnement solaire et de la température de l’air, des oxydes d’azote (NOx) et des composés organiques volatils (COV) émis majoritairement par les activités humaines. Le transport de l’O₃ et de ses précurseurs émis en zones urbaines, les émissions plus importantes de COV biogéniques (terpènes par exemple) et la faible destruction de l’O₃ par le NO essentiellement émis par les véhicules, expliquent le fait que les concentrations en O₃ soient plus élevées en zone rurale qu’en zone urbaine. Le changement climatique et la pollution à l’O₃, gaz à effet de serre, sont liés. L’augmentation de la température moyenne de l’air et de l’intensité du rayonnement solaire engendre une augmentation des concentrations en O_3.

Le pourtour méditerranéen est l’une des régions les plus fortement touchées dans le monde par le changement climatique actuel (IPCC, 2013) et réunit les conditions

idéales de formation de l’O₃ : zone densément urbanisée, ensoleillement important et fortes températures (EEA, 2005). Les politiques de réduction des émissions de précurseurs d’O₃, au sein de l’Union européenne depuis le début des années 1990, sont plutôt efficaces en zone rurale, alors que les concentrations en O₃ augmentent en ville. L’O₃ devient donc un enjeu majeur dans les zones urbaines, périurbaines et rurales. Le sud-est de la France, où les concentrations en O₃ excèdent largement les seuils de protection pour la santé humaine et la santé des forêts (Figure 8), peut être considéré comme un cas d’étude pour évaluer les impacts du changement global sur les forêts. Les concentrations importantes en ozone provoquent des symptômes spécifiques sur les arbres et arbustes, et les précédentes observations du Groupe International d’Etudes des Forêts Sud-européennes (G.I.E.F.S) ont permis de mettre en évidence la forte sensibilité de certaines espèces arborées. Dans le contexte actuel, une détérioration (symptômes spécifiques à l’ozone : défoliation, décoloration) de la couronne d’espèces omniprésentes de pins (Pinus halepensis, Pinus sylvestris, Pinus nigra, Pinus cembra) est observée. Comme les conifères et les mélèzes, certains feuillus (hêtres, saules et tilleuls) sont très sensibles. De toute évidence, si de tels bouleversements écologiques sont observés de nos jours alors que le climat, dans le sud-est de la France, s’est réchauffé au cours des 20 dernières années de +0,5 à +1,1°C, on peut s’attendre, avec l’augmentation des températures de l’air de +1,9 à +4,6°C, et une diminution des précipitations comprise entre -13 à -47%, à l’horizon 2100, à une détérioration des essences sensibles.