Diversité et Productivité des forêTs impactées par le Changement Climatique – DiPTiCC

Les forêts constituent des écosystèmes majeurs, fournissant de nombreux services, et notamment une contribution essentielle à l'atténuation des changements climatiques via deux leviers, la séquestration de carbone et la substitution des énergies fossiles. Cependant les forêts sont elles-mêmes de plus en plus soumises aux effets dévastateurs des perturbations liées aux changements du climat, comme les sécheresses et les pullulations d'insectes ravageurs. Pour faire face à une demande accrue de produits forestiers, il convient donc de concevoir des forêts à la fois plus productives et moins vulnérables, liant les objectifs d'atténuation et d'adaptation. Il a été suggéré qu’une façon d’atteindre cet objectif serait de favoriser des forêts mélangées car des effets positifs de la diversité des essences sur la productivité des forêts mélangées ont été démontrés. Cependant, la capacité de telles forêts à maintenir une production stable à long terme reste méconnue, en particulier dans un contexte de climat changeant. Le principal objectif de ce projet est donc de quantifier l'effet de la diversité interspécifique des forêts sur la stabilité temporelle de leur productivité, en s'intéressant particulièrement à leur résistance et à leur résilience aux évènements extrêmes. Un autre but important est de mieux expliciter les mécanismes écologiques sous-jacents à la relation diversité - stabilité, en s'intéressant aux processus écosystémiques fondamentaux comme l'interception de la lumière, l'utilisation de l'eau, la décomposition des litières, le flux des nutriments et la résistance aux herbivores. Pour atteindre ces objectifs, le projet s'appuiera sur deux plateformes expérimentales déjà existantes où la diversité des essences forestières et les conditions climatiques (température, précipitations) sont contrôlées. Dans l'expérience ORPHEE en Aquitaine, 25600 arbres de cinq essences indigènes ont été plantés pour former huit répétitions des 31 mélanges possibles de une à cinq espèces. Quatre des huit blocs sont irrigués pendant la saison de croissance de façon à lever la contrainte hydrique. L'expérience BIOPROFOR dans les Alpes rassemble six transects altitudinaux où le hêtre, le sapin et le chêne pubescent sont présents sous forme de peuplements purs et mélangés de façon répétée à trois altitudes différentes. Quatre équipes de scientifiques de grande expertise en écologie forestière, écophysiologie, biogéochimie et entomologie travailleront ensemble dans les deux dispositifs expérimentaux, appliquant les mêmes méthodes et utilisant des protocoles standardisés. Les données empiriques obtenues dans les études de terrain seront utilisées dans des modèles à équations structurales. Ces derniers permettront de mettre en évidence les relations causales entre diversité et stabilité de la productivité des forêts mixtes, via les processus écosystémiques à la fois modifiés par les conditions climatiques et fondamentaux pour la croissance des arbres. Les résultats de ces analyses seront utilisés pour améliorer un modèle de dynamique forestière à base de processus (ForCEEPS) construit pour décrire le fonctionnement des forêts mixtes soumises à des contraintes climatiques. Des simulations à long terme seront alors conduites pour quantifier la résistance et la résilience de la productivité de forêts de diversité variée et suivant différents scénarios de changement climatique. Ces projections permettront de tester un grand nombre de combinaisons d'essences en mélange et donc d'accroître la généricité des résultats obtenus. L'ensemble des avancées scientifiques du projet seront confrontées aux attentes des porteurs d'enjeux de façon à ce que le projet puisse aider les gestionnaires forestiers à concevoir de nouvelles forêts de plantation, fondées sur les mélanges d'essences, en conformité avec les principes de gestion durable des forêts et d'intensification écologique.