Comprendre le role des processus hydrologiques et des interactions entre arbres sur les risques de sécheresse en forêt en couplant la modélisation écohydrologique et du fonctionnement hydraulique des arbres – sTREssE

Comme le montrent les récents dépérissements des forêts et réductions de croissance induits par les sécheresses en Europe et dans le monde, le changement climatique a un effet dévastateur sur les écosystèmes forestiers. Par conséquent, de nouvelles stratégies visant à stabiliser les forêts existantes sont nécessaires de toute urgence. Un défi majeur pour la gestion forestière est que la plupart des prévisions reposent sur l’estimation du stress dû à la sécheresse dans les forêts en utilisant des approches simplifiées à l’échelle du peuplement, négligeant ainsi différents processus souterrains potentiellement importants. Ce projet étudie l'effet de deux de ces processus souterrains - (i) la dynamique des eaux profondes et (ii) le mélange d'espèces - sur la résilience des écosystèmes forestiers au stress hydrique, en utilisant une modélisation couplant un modèle écohydrologique - et un modèle de fonctionnement hydraulique des plantes. Le modèle sera contraint et évalué par des données d’isotopes stables de l'eau, de stress hydrique des arbres et de flux de sève collectés dans ce projet, et obtenus grâce à des synergies avec des projets récemment financés en Allemagne et en France. La nouveauté de ce modèle couplé réside dans l’accent mis sur les processus liés à la sécheresse dans les plantes et dans le sol. Le projet se compose de quatre « work packages » (WP), dirigés par quatre groupes de travail (deux en Allemagne et deux en France). Le premier WP réalisera les mesures des isotopes stables de l’eau pour étudier les processus souterrains sur le terrain. Ces mesures seront utilisées pour informer et valider les modèles informatiques qui seront développés dans les WP2 et WP3 ; et pour explorer de façon empirique le rôle de l’eau sous-terraine sur la mortalité enregistrée dans le WP4. De plus, les données collectées dans le cadre de projets de recherche en cours seront utilisées pour éclairer la modélisation. Le deuxième WP couplera un modèle écohydrologique et un modèle de fonctionnement hydraulique de l’arbre pour étudier les contrôles topographiques des eaux profondes d'une manière spatialement distribuée. Le troisième WP vise à améliorer un modèle hydraulique de l'arbre pour tenir compte de plusieurs espèces et ainsi explorer l'effet du mélange d'espèces sur le stress hydrique la résilience des forêts à la sécheresse. Enfin, le WP4 consistera en l'application des modèles individuels et des modèles couplés pour prédire le dépérissement forestier enregistré dans les Vosges (France). Sur ce site, la topographie et la compétition interindividuelle sont supposés jouer un rôle majeur sur la mortalité des arbres lors des sécheresses. Le projet fournira des informations précieuses sur deux composantes sous-explorées de la résilience des forêts à la sécheresse et fournira un nouvel outil informatique sous la forme d'un modèle couplant écohydrologique-hydraulique des plantes pour les futures études sur la sécheresse. Grâce au partage de données et au développement d’un outil de modélisation commun, ce projet renforcera la collaboration entre les groupes français et allemands sur le long terme.