Valentin Bellassen, chef de projet à CDC Climat Recherche

1. Comprendre le passé pour s’adapter au futur Valentin Bellassen, chef de projet à CDC Climat Recherche

3. Dendodrochtone du pin : une vague de froid s’il vous plait • 600 millions de mètres cubes ravagés en Colombie britannique depuis 2004, soit 6 % du bois de la province • Une vague de froid (-30 °C) précoce et soutenue permettrait de tuer les larves Sources: Canadian Ministry for Natural Ressources 2010, Forest service of British Columbia 2010, FPI Innovation 2009

4. Tempête Klaus, vents à 140 km/h le 24 janvier 2009 • 165 000 hectares touchés à plus de 60 % en Aquitaine (13 % de la surface forestière inventoriée) • 40 million de mètres cubes de bois (23 % du volume sur pied inventorié) Source: IFN 2010

5. Feux russes : une vague de chaleur exceptionnelle • Vague de chaleur sèche dès Mai 2010 • Record de chaleur à Moscou : 39 °C • 15 millions d’hectares brûlés Sources: Freiburg University 2010, Greenpeace 2010

6. Quantification des événements extrêmes • Dans le monde : • Les incendies et les tempêtes ont de loin l’impact le plus fort : 0.5 % des forêts sont touchées chaque année • Ils n’empêchent pas un fort puits biosphérique : 3 GtC soit 1/3 des émissions anthropiques annuelles • En Europe : • 0.15 % du stock détruit annuellement par une catastrophe, dont la moitié par les tempêtes et 15 % par les incendies • 0.15 % des forêts touchées annuellement par les incendies • Ces catastrophes représentent au maximum 5 % du flux annuel net de carbone (NEP) Sources: Tansey et al. 2004, Simon et al. 2004, Schelhaas et al. 2003, Luyssaert et al. 2010, Pan et al. in prep., Le Quéré et al. 2009, Frolking et al. 2009, Peters et al. 2010

7. Changement climatique Augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 Dépôts azotés Gestion forestière Les causes possibles du puits biosphérique

9. Mesures océaniques et atmosphériques • 3 – 2 – 1.5 = -0.5 GtC/an entre 1960 et 1970 • 7.5 – 4 – 2.5 = +1 GtC/an entre 2000 et 2008 Source: Canadell et al., 2006

10. Le puits biosphérique net vient de l’hémisphère Nord Le puits tropical est conséquent, mais plus que compensé par la déforestation En Europe, 72 % du flux net vient des forêts Inversions atmosphériques Source: Rayner et al. 2005, Gurney et al. 2008, Peters et al. 2010

11. 1 GtC hémisphère nord + 1 GtC tropical - 1GtC de déforestation = totalité du puits biosphérique retrouvé par les seules forêts Le puits tempéré/boréal croit, le puits tropical décroît Inventaires forestiers Source: Pan et al. in prep 11 / 24

12. L’effet positif du CO2 est prédominant (par rapport à l’effet négatif du climat) en Europe et dans le monde MAIS Pas de prise en compte de l’azote et de la gestion, sensés être cruciaux en zone tempérée et boréale Le puits a triplé entre 1960 et 2008 alors que la concentration en CO2 a « seulement » augmenté de 20% Modèles globaux de végétation CO2 seul CO2 + dépôts azotés Source: Harrison et al. 2008, Le Quéré et al. 2009, NOAA 2010, Zaehle 2010

13. Comment va évoluer le puits au XXIème siècle ? Source: Friedlingstein et al., 2006

14. Le puits biosphérique a triplé depuis 1960 (mesures océaniques et atmosphériques) Le puits biosphérique est également réparti entre les biomes (inversions, inventaires) Les modèles pointent du doigt le CO2 comme cause principale, mais ils ont d’importantes lacunes Conclusion

16. Puits net à l’échelle de l’écosystème (NEP) : 140-200 gC/m²/an Puits net à l’échelle du biome (NBP, prise en compte de la récolte et autres perturbations) : 60-90 gC/m²/an (35-40 %) Produits du bois (~ 50 %) Erosion (~ 10 %) Le puits forestier européen (UE 25) NEP (gC/m²/an) Source: Luyssaert et al. 2010, Bellassen et al. in prep 16 / 24

17. AGE + CO2 + CLIM + CLIM - CO2 - AGE - Evolution du puits forestier entre 1950 et 2000 • + 1 gC/m²/an² (~ 0.5 %/an) • Effet CO2 sur la production primaire, homogène • A l’échelle locale, effets climat et gestion sur la respiration sont dominants : • Viellissement • Sécheresse • Allongement de période de végétation • … Source: Bellassen et al. in prep, Piao et al. 2006 Déterminant principal du changement de NEP (climat vs CO2 vs age)

18. Au XXème, les changements lents ont été plus importants que les catastrophes Ils ont augmenté la croissance forestière et le puits biosphérique MAIS Rien n’indique qu’il en sera de même au XXIème (la compréhension des causes reste lacunaire) Différence entre impact et adaptation : logique assurancielle Contact : valentin.bellassen@cdcclimat.com

20. Les impacts qui marquent • A quoi pense-t-on quand on pense impacts ? • Dendroctone du pin (600 Mm3 de pin ravagés en Colombie Britannique : 30 % du volume de pin et 6 % du volume total) • Incendie russes • Klaus • Un peu de quantification : Schelhaas et autres (feux) • Le puits biosphérique, les suspects • CO2 • Age • Azote • Climat

21. Que disent les océans et l’atmosphère ? Airborne fraction Hemisphère nord: Gurney 2008, Mueller 2008, Rayner 2005 Que disent les données ? Dominance des forêts -> cause forestière Workshop Princeton : ça tombe bien, les données forestières permettent de combler le trou Que disent les modèles globaux ? Un peu de climat, beaucoup de CO2 (Le Quéré) Bizarre : au nord, azote et age sont cruciaux mais ils ne sont pas dans les modèles, co2 et airborne sont-ils compatibles ? Source: IPCC 2007

22. Déterminants de la production (NPP) Airborne fraction Allongement de la durée de végétation : Piao Déterminants de la respiration Un peu de climat, beaucoup de CO2 (Le Quéré) Bizarre : au nord, azote et age sont cruciaux, co2 et airborne sont-ils compatibles ? Bilan Workshop Princeton Evolution du puits forestier entre 1950 et 2000 Source: IPCC 2007

23. Mécanisme compatible avec le triplement du puits : décalage entre NPP et HR => puits proportionnel à la dérivée de la concentration en CO2 Source: Stich, 2010 23 / 24

24. Mesures océaniques et atmosphériques • 3 – 2 – 1.5 = -0.5 GtC/an entre 1960 et 1970 • 7.5 – 4 – 2.5 = +1 GtC/an entre 2000 et 2008 24 / 24 Source: Le Quéré et al. 2009

25. Attribution: climate vs. CO2, variation between models Source: Friedlingstein et al., 2006

26. Climate vs. CO2 vs. management in the western US (Ecosystem Demography) Source: adapted from Desai et al., 2007

27. Nitrogen effect in the 1990s (ORCHIDEE-N) CO2 + N deposition CO2 only N deposition only 4 juin 2014 27 / 24 Source: Zaehle et al., 2010