La gestion durable des forêts dans le contexte des changements climatiques

1. La gestion durable des forêts dans le contexte des changements climatiques Jay R. Malcolm Faculté de foresterie Université de Toronto Avril 2003

2. Contexte • Lien causal entre l’augmentation des gaz à effet de serre et le réchauffement récent • Du point de vue écologique, la magnitude du réchauffement potentiel du prochain siècle est énorme • Des centaines d’espèces ont déjà commencé à réagir • Il est très probable que les changements climatiques d’origine anthropique affectent déjà les systèmes vivants

3. Combinaison de modèles de circulation générale (MCG) et de modèles globaux de végétation (MGV) pour analyser les changements écologiques potentiels

4. Climat actuel Modèle global de végétation (MGV): cartographie du système atmosphère-végétation-sol (MAPSS) Climat double CO2 (Centre Hadley, tient compte du refroidissement de l’aérosol de sulfate) (MGV: MAPSS)

5. Modification des biomes selon 14 combinaisons de MCG et de MGV % terres émergées Islande (1re place) 81,6 % Finlande (4e) 67,9 % Canada (14e) 46,3 % % des modèles

6. Certains écosystèmes changent, mais d’autres disparaissent à jamais.

7. Conséquences de la perte d’habitat pour la diversité des espèces S A Zone actuelle (a+b) par rapport à zone future (b+c)

8. Estimation des pertes d’espèces dans le monde selon les 14 modèles MCG et MGV

9. Conséquences pour les écosystèmes forestiers • Disparition régionale de certains types de forêts (par exemple: disparition de forêts d’épinette et de sapin, et quasi extirpation de forêts d’érable, de hêtre et de bouleau dans l’Est des États-Unis selon 2 X CO2 [Iverson & Prasad 1998, 2001, 2002]) • Modification des aires de distribution (entre 100 et 500 km), y compris pour certaines essences commerciales (par exemple: réduction de plus de 90 % pour érable à sucre, sapin baumier, peuplier faux-tremble et pin rouge dans l’Est des États-Unis selon 2 X CO2 [Iverson & Prasad 1998, 2001, 2002]) • De plus en plus de stress au fur et à mesure que les conditions climatiques changent; vulnérabilité accrue à la maladie et aux ravageurs • Plus grande probabilité d’incendie • Possibilité de croissance accrue si suffisamment d’eau (dans le cas contraire, possibilité de sécheresse accrue) • Gestion des forêts en tant que puits de carbone (augmentation de la séquestration et diminution des pertes de carbone dans le sol)

10. Conséquences économiques • Avantages économiques faibles ou nets positifs pour les marchés forestiers aux États-Unis (par exemple, entre –1 et +11 % [Perez-Garcia et al. 1997, Sohngen & Mendelsohn 1998]) • Si toutefois les mesures d’adaptation sont les bonnes • Par exemple, selon Sohngen & Mendelsohn (1998) : peuplement rapide sur les terres à usage intensif; retard de 10 à 30 ans seulement pour les terres fragilisées • - Il est essentiel de bien comprendre la réaction probable des arbres, car les changements dans la croissance et la productivité des forêts limiteront le choix de mesures d’adaptation • - Plantation pour faciliter la régénération des forêts (raccourcit la période de peuplement quand l’accumulation de C est faible et que les pertes de C dans le sol sont relativement élevées) • - Plantation d’espèces génétiquement modifiées ou d’écotypes spécifiques • - Élaboration de systèmes sylvicoles qui préservent la vigueur des forêts • - Les meilleures stratégies sont celles qui favorisent la migration des espèces, de façon artificielle ou naturelle

11. Importance potentielle de la migration • Plantation infructueuse dans bien des cas, même sans changement climatique • Si la migration ne réussit pas à compenser les pertes locales d’espèces dues au réchauffement, on peut s’attendre à un déclin net de la biomasse et de la diversité locale des forêts (par exemple : augmentation de 7‑11 % du carbone forestier global en cas de migration parfaite; déclin de 3-4 % en cas de migration nulle [Solomon & Kirilenko 1997]) • La migration naturelle est particulièrement importante là où l’on a recours à la régénération naturelle comme outil de gestion • La migration artificielle (c’est-à-dire la plantation) ne donne pas de bons résultats pour la grande majorité des espèces forestières (en ce sens, les changements climatiques pourraient menacer la diversité biologique, qui est l’un des objectifs de la gestion durable des forêts)

12. S A Conséquences de la perte d’habitat sur la diversité des espèces – scénario de migration nulle Zone actuelle (a+b) par rapport à zone à venir (b seulement)

13. Conséquences de la perte d’habitat sur la diversité des espèces – scénario de migration nulle

14. Vitesse de migration – comparaison entre passé et avenir Vitesse de migration = distance période de temps

15. Rarely observed Vitesse de migration – comparaison entre passé et avenir

16. % des 14 modèles indiquant une grande vitesse (>1 000 mètres/an) Finlande (1ère place) 59,9 % Canada (8e) 33,1 % Royaume-Uni (13e) 29,8 %

17. Migration – comparaison entre vitesse à venir et vitesse de l’époque post-glaciaire (épinette)

18. Alignement entre vitesse à venir et vitesse de l’époque post-glaciaire

19. Alignement entre vitesse à venir et vitesse de l’époque post-glaciaire

20. Distance la plus courte (à vol d’oiseau) Voie terrestre la plus courte (algorithme de Dijstra) Voie terrestre la plus courte (plus développement) Obstacles à la migration

21. Obstacles à la migration

22. Obstacles à la migration

23. Chêne rouge (var. australe) Aire de distribution actuelle (ligne noire) et potentielle (CCC) Colonisation future si capacités équivalentes à celles de l’époque post-glaciaire Iverson, Schwartz, et Prasad (en prép.)

24. % de nouveaux habitats adéquats colonisés d’ici 100 ans si vitesse de migration équivalente à celle de l’époque post-glaciaire

25. Conclusions • Vitesses de migration potentielles semblent sans précédent par rapport aux normes historiques • Forêts moins vigoureuses et moins diversifiées, moins de biomasse, plus de «mauvaises herbes» • Réduire les émissions reste encore la meilleure stratégie, car on ne sait pas si «l’adaptation» comme telle est un choix viable (de toute évidence, pas dans l’Arctique) • Conséquences économiques sans doute plus fortes là où l’on se fie davantage à la régénération naturelle et où les réactions adaptatives sont plus limitées (par exemple : le Canada par rapport aux États-Unis) • Faciliter la migration (phénomène limité en soi) en préservant et en restaurant les liens fonctionnels entre habitats

26. Centre du Labrador

27. Érable à sucre : faciliter la migration naturelle Contribution potentielle des populations actuelles à la migration vers de nouvelles aires de distribution (distance moyenne jusqu’aux nouvelles aires) Actuelle (1961-1990) et à venir (2040-2069)

28. i jΣΣ pij

29. Conclusions • Vitesses de migration potentielles semblent sans précédent par rapport aux normes historiques • Forêts moins vigoureuses et moins diversifiées, moins de biomasse, plus de «mauvaises herbes» • Réduire les émissions reste encore la meilleure stratégie, car on ne sait pas si «l’adaptation» comme telle est un choix viable (de toute évidence, pas dans l’Arctique) • Conséquences économiques sans doute plus fortes là où l’on se fie davantage à la régénération naturelle et où les réactions adaptatives sont plus limitées (par exemple : le Canada par rapport aux États-Unis) • Faciliter la migration (phénomène limité en soi) en préservant et en restaurant les liens fonctionnels entre habitats • Recherche pas seulement sur le carbone (modèles climatiques régionaux, données exhaustives sur les aires de distribution des arbres et autres espèces, approches basées sur la corrélation et les processus) • Avertissement pour le secteur forestier, orienté vers l’exploitation des forêts primaires