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Birmensdorf, 12.07.2017

Comment les pins s’arment-ils contre la sécheresse?

Experiment

Sur ce site expérimental au pied de la steppe rocheuse près de Loèche (Valais, Suisse), de jeunes pins ont été exposés à diverses quantités de précipitations et du CO2.Photo: Christoph Bachofen, WSL (Cliquez sur la photo pour l'agrandir)

Föhren
Dans un des bacs, forêt en miniature, avec des pins noirs et des pins sylvestres âgés de deux ans et originaires de différents sites. Les jeunes arbres sont arrosés automatiquement grâce aux tuyaux blancs, et le CO2 est diffusé grâce aux tuyaux noirs. Photo: Christoph Bachofen, WSL (Cliquez sur la photo pour l'agrandir)
Trockenstress
Après deux mois de sécheresse, les pins âgés de deux ans montrent les premiers symptômes de stress hydrique. Photo Christoph Bachofen, WSL (Cliquez sur la photo pour l'agrandir)
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Ce montage photo présente côte à côte des pins noirs et pins sylvestres de diverses origines après deux étés secs ou non. Photos: Peter Schönenberger / Fotomontage Christoph Bachofen, WSL. (Cliquez sur la photo pour l'agrandir)

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Est-ce que les jeunes pins accumulent des réserves au détriment de leur croissance pour pouvoir survivre plus longtemps en cas de sécheresse? Cette hypothèse controversée a été réfutée par une nouvelle étude de l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL. Lors de l’expérimentation, les arbres se sont adaptés de manière étonnamment rapide à une sécheresse artificielle, et l’année suivante, ils étaient armés contre celle-ci.

Les changements climatiques pourraient rendre la situation inconfortable pour les conifères dans de nombreuses régions suisses. Avec des périodes de sécheresse plus fréquentes, les spécialistes s’attendent à une mortalité croissante. Effectivement, à la suite des années sèches de 2003, 2011 et 2016, de nombreux pins sont morts en Valais. Une des causes pourrait être la faim: lorsque les arbres referment les stomates des aiguilles pour réduire la transpiration, ils ne peuvent pas non plus absorber leur «nourriture», le gaz carbonique (CO2).

Les exploitants et les forestiers réfléchissent donc à planter d’autres essences, notamment originaires du bassin méditerranéen, plus adaptées à la sécheresse.

Une équipe de chercheurs du WSL autour de Christoph Bachofen en collaboration avec des collègues de l'ETH Zurich et de l’Université de Bâle vient de faire d’une pierre deux coups. D’une part, ils ont testé comment des pins sylvestres et pins noirs de différentes origines, des Alpes jusqu’à la Méditerranée, affrontent des périodes de sécheresse prolongées. Les arbres n’ont pas reçu d’eau pendant deux étés, de juin à septembre, un scénario qui pourrait être plus fréquent à l’avenir d’après les modèles climatologiques.

D’autre part, les scientifiques ont testé l’hypothèse controversée selon laquelle les pins constituent activement des réserves d’hydrates de carbone au détriment de leur croissance, pour retarder une mort de faim en cas de stress dû à la sécheresse. Cette hypothèse trouve son origine dans l’observation répétée de pins qui, en cas de stress de sécheresse, stockent davantage d’hydrates de carbone sous forme d’amidon. Mais selon les chercheurs du WSL, renoncer à la croissance pour s’armer contre la sécheresse n’a de sens que dans les régions où il faut s’attendre à de longues périodes de sécheresse chaque été, comme dans le bassin méditerranéen. Dans les zones tempérées, les jeunes plantes qui réduisent leur croissance seraient dépassées par leurs concurrents qui ne le font pas.

Être mieux armé contre la sécheresse avec plus de CO2?

Les chercheurs ont mis à disposition des pins stressés par la sécheresse plus de carbone dans l’atmosphère, sous forme de CO2. Si les arbres constituaient activement des réserves d’amidon au détriment de leur croissance, ils devraient alors les augmenter notoirement, et ainsi améliorer leurs chances de survie pendant la sécheresse.

Cependant, les pins n’ont pas accumulé plus d’amidon avec le CO2 supplémentaire, et leurs chances de survie n’ont pas été corrélées avec les quantités d’amidon stockées, rapporte l’équipe de chercheurs dans la revue spécialisée Journal of Ecology. Même les pins d’origine méridionale n’ont pas accumulé de réserves au détriment de leur croissance. Ils ont obtenu de meilleurs résultats que les pins des régions plus humides, que ce soit en termes de stockage ou de croissance. «Les pins noirs des régions sèches s’en sont en général mieux tirés avec la sécheresse», explique Thomas Wohlgemuth, responsable du groupe de recherche Écologie des perturbations au WSL.

«Nos résultats s’opposent à la théorie de pins qui stockeraient activement du carbone pour pouvoir se nourrir de ces réserves pendant les périodes sèches», indiquent les chercheurs. Mais ils ont pu toutefois constater une adaptation des jeunes arbres: les pins du sud, comme ceux du nord, ont formé après la première année de sécheresse des aiguilles plus courtes. Ils ont ainsi réduit la transpiration, et tous les arbres ont survécu à la deuxième année sèche. «Les jeunes pins, grâce à l’acclimatation, peuvent résister jusqu’à un certain point à une augmentation modérée des sécheresses estivales», concluent les chercheurs.

Clip vidéo tourné pendant les campagnes de mesure (uniquement en allemand):

Publication scientifique:

Bachofen C, Moser B, Hoch G, Ghazoul J, Wohlgemuth T (in press) No carbon 'bet hedging' in pine seedlings under prolonged summer drought and elevated CO2. Journal of Ecology. DOI: 10.1111/1365-2745.12822

Contacts:

  • Dr. Christoph Bachofen

ETH Zurich
Email: christoph.bachofen@usys.ethz.ch
Phone: +41 44 632 85 15

 

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