Forêts de protection et changements climatiques

Les forêts évoluent depuis toujours. On suppose que le changement climatique a un impact de plus en plus marqué sur ces processus de transformation. Le WSL, en collaboration avec l'OFEV, a étudié les questions suivantes: Comment les forêts de montagne ont-elles évolué dans les Alpes suisses au cours des dernières années sous l’influence du changement climatique? Quelles tendances se dessinent pour l'avenir ? Quels sont les rétrocouplages sur le climat? Pour y répondre, les scientifiques ont travaillé d'une part avec les données existantes de l'Inventaire forestier national suisse (IFN) et de la Statistique de la superficie, et étudié d’autre part les processus en cours dans différentes forêts en s’appuyant sur des scénarios pour l'avenir.

La forêt s'étend et se densifie

Les études montrent que les forêts de montagne se sont massivement étendues au cours des 30 dernières années, et sont devenues plus denses, surtout dans les pentes les plus raides (fig. 1 et 2). En outre, on peut observer que la répartition des essences change lentement: certaines essences comme l'épicéa et le mélèze renforcent leur présence dans les zones plus élevées. A plus basse altitude, elles sont fortement concurrencées par des arbres préférant la chaleur comme le sapin et le hêtre. Les scientifiques supposent que le changement climatique a contribué à ces modifications: des températures plus élevées accélèrent la croissance des essences. En outre, elles ont une influence indirecte sur les arbres, en diminuant l'épaisseur du manteau neigeux et la durée d'enneigement. Mais les transformations actuelles des forêts ne sont pas seulement influencées par le climat, mais aussi par les modes d'exploitation et les événements perturbateurs. Pour cette raison, il n'est pas possible de considérer univoquement la contribution du climat.

Fig. 1: Entre 1927 (à gauche) et 2007 (à droite) la forêt a gagné beaucoup de terrain dans le Dischmatal (Davos).

Les dangers de perturbations naturelles augmentent

À première vue, l’expansion des forêts et la croissance accélérée des arbres à plus haute altitude est avantageuse, car la surface des forêts assurant une protection augmente. D’ailleurs, les avalanches sont plus rares dans les forêts denses que dans les peuplements clairsemés. Effectivement, dans les zones d'altitude plus élevée, l'efficacité de protection de nombreuses forêts s'est améliorée – même si ce n'est pas toujours à l'endroit où elle serait la plus indispensable. Mais une densité d’arbres plus élevée a aussi des désavantages: Les forêts plus denses sont plus vulnérables aux incendies, à la contamination par les scolytes, aux ruptures d’arbres en raison du vent ou de la neige. En outre, elles nécessitent plus de temps après une perturbation, à cause de l'absence de renouvellement, pour retrouver leur efficacité.

Lorsque la forêt est endommagée sur une grande surface, son efficacité de protection contre les avalanches diminue énormément. En particulier dans les forêts de protection, les modifications susmentionnées doivent donc être considérées de manière critique et nécessitent des contre-mesures, notamment parce que les températures élevées et les périodes de sécheresse plus fréquentes risquent de favoriser les incendies de forêt et les attaques de scolytes.

Fig. 2: Le réchauffement climatique densifie les forêts de montagne en altitude.

Les avalanches en forêt deviennent plus rares

Les avalanches en forêt dépendent fortement des conditions météorologiques. Selon une analyse de 189 avalanches qui se sont déclenchées en forêt, il existe deux situations météorologiques typiques expliquant la multiplication des avalanches en forêt. Lorsqu'il tombe plus de 50 cm de neige en trois jours, que le vent souffle fort, combiné avec un froid intense, il peut s’y produire des avalanches de neige fraîche. Lorsqu'en raison d'une remontée des températures, un épais manteau neigeux s’est affaibli, il peut se déclencher des avalanches de neige ancienne en forêt. Depuis 1971, c'est-à-dire depuis qu'il existe suffisamment de données de mesure fiables, ces deux situations typiques des avalanches en forêt sont plus rares (fig.3). Comme les conditions nivologiques sont très différentes d'une année sur l'autre, il aura encore à l'avenir des cas oû des avalanches se déclenchent en forêt.

Fig. 3: L’occurrence de conditions météorologiques pouvant provoquer des avalanches en forêt a diminué de 1971 à 2011 (données en « jours d'avalanches en forêt ») (source : M. Teich).

L'extension des forêts rétroagit sur le climat

La forêt réfléchit moins la lumière du soleil que les surfaces sans arbres, surtout lorsqu'il y a de la neige. C'est pourquoi le sol reçoit plus d'énergie dans une surface boisée qu'ailleurs. Jusqu'à présent, on ne connaissait pas la grandeur de cet effet «chauffage» par rapport à l'effet «climatisation» qui découle de la transformation par les arbres du dioxyde de carbone (CO₂) – réchauffant le climat – en oxygène (O₂) permettant ainsi à une portion plus importante du rayonnement de quitter la terre. Les études récentes pour les régions alpines suisses montrent: Dans les régions d'altitude supérieure à 1200 m, l'effet «chauffage» est très important à long terme, et réduit l'effet «climatisation» de plus de 60%. L’impact positif de l'extension des forêts sur le climat est donc ainsi bien plus faible que ce que l'on attendait.

Défis la recherche et la gestion des forêts de protection

Le projet de recherche indique que les relations entre le changement climatique et les forêts de protection contre les avalanches sont extrêmement complexes. Si la forêt continue de s'étendre et de se densifier, elle protégera certes mieux à court terme contre les avalanches et chutes de pierre, mais elle sera plus vulnérable aux incendies, aux scolytes et au vent. L'évolution des conditions météorologiques augmentera certainement à l'avenir ce risque d'incendies de forêt et d'attaques par les scolytes, mais les situations favorables aux avalanches en forêt seront plus rares. Pour mieux comprendre ces interactions complexes, des études complémentaires sont nécessaires.