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Plantations expérimentales d’essences d’avenir

 

Par l'implication commune des services forestiers cantonaux, des chefs d'exploitation, des organisations professionnelles et des chercheurs, un réseau de plantations expérimentales d'essences d'avenir en toute la Suisse verra le jour au cours des années 2020 à 2022. Celui-ci sera observé sur plusieurs décennies et doit permettre de se prononcer sur l'adéquation des essences forestières par grands gradients environnementaux.  En juillet 2019, l'équipe de projet du WSL a sélectionné 57 parcelles d'essai et en a informé les services forestiers cantonaux et les chefs d'exploitation forestière concernés. Maintenant, les dernières clarifications suivent afin que le premier tiers des placettes sélectionnées puisse être préparé pour la première période de plantation en automne 2020. 

 

Il fait de plus en plus chaud et plus sec en été, ce qui a des impacts sur les forêts. Pour de nombreuses stations forestières, sous les conditions climatiques qui sont attendues d’ici la fin du 21ème siècle, des essences différentes de celles qui prospèrent aujourd’hui auront une meilleure croissance. Alors qu’une partie des essences d’avenir se développe déjà aux endroits où le climat les favorisera vraisemblablement dans le futur, d’autres sont encore absentes.

Dans ce contexte, la question suivante se pose en pratique forestière: Quelles sont les essences forestières, susceptibles d'être adaptées à une station vers la fin du 21ème siècle, qui pourraient déjà y croître aujourd'hui?

Pour examiner ces questions, le projet « Plantations expérimentales d'essences d'avenir » a été initié. Dans le cadre de ce projet, un réseau de plantations expérimentales coordonnées sera établi dans toute la Suisse, où l'on examinera des questions importantes sur l'adaptation de la forêt au climat futur sur une durée d'observation de 30 à 50 ans. Ce réseau sert à vérifier des connaissances issues du programme de recherche « Forêts et changements climatiques », à contribuer aux recommandations d'essences pour les praticiens, et à établir une infrastructure à long terme pour la recherche appliquée. Du point de vue scientifique, il est intéressant de savoir quels sont les facteurs environnementaux qui définissent la capacité de survie, la vitalité et la croissance des essences examinées et de leurs provenances (synonyme: origines) par grands gradients environnementaux.

Deux types de plantations expérimentales sont prévus: La composante centrale du projet est formée par les plantations expérimentales à design fixe, avec des critères relativement stricts en matière de design expérimental, qui permettent une évaluation scientifique. En outre, il est possible d'avoir des plantations expérimentales à design flexible, où l'on peut choisir des essences ou provenances supplémentaires qui intéressent particulièrement les acteurs. La fiche d’information décrit brièvement le projet.

Choix des essences

La définition du catalogue des essences pour les plantations expérimentales à design fixe a suivi un long processus en se référant aux avis des représentant-e-s des cantons et d'autres experts. Le processus est décrit dans le rapport Choix des essences pour les plantations expérimentales. Notre proposition d’essences à design fixe prévoit un catalogue principal de 9 essences, qui doivent être testées dans au moins 35 plantations expérimentales, et un catalogue complémentaire de 9 autres essences qui ne doivent être testées que dans 15 plantations expérimentales environ.

Avec l’intégration de 18 essences dans l'expérimentation nombre d'essences passant pour avoir un potentiel d'avenir dans les forêts suisses dans le cadre du changement climatique sont représentées dans les plantations expérimentales prévues. Pour les essences du catalogue principal, il est possible d'obtenir des affirmations et des comparaisons fiables sur de larges gradients environnementaux, alors que la signifiance et la comparabilité seront moindres pour les essences du catalogue complémentaire, qui seront plantées sur un nombre plus restreint de plantations expérimentales.

Catalogue principal de 9 essencesCatalogue complémentaire de 9 essences
Abies alba (sapin blanc)
Acer pseudoplatanus (érable sycomore)
Fagus sylvatica (hêtre)
Larix decidua (mélèze européen)
Picea abies (épicéa)
Pinus sylvestris (pin sylvestre)
Pseudotsuga menziesii (douglas)
Quercus petraea (chêne sessile)
Tilia cordata (tilleul à petites feuilles)
Acer opalus (érable à feuilles d’obier)
Acer platanoides (érable plane)
Cedrus atlantica (cèdre de l'Atlas)
Corylus colurna (noisetier de Byzance)
Juglans regia (noyer royal)
Prunus avium (merisier)
Quercus cerris (chêne chevelu)
Quercus robur (chêne pédonculé)
Sorbus torminalis (alisier torminal)

Design expérimental

Afin de pouvoir formuler des évaluations statistiques pertinentes, toutes les plantations expérimentales doivent avoir un design expérimental cohérent, comprenant aussi bien la répartition des plantations expérimentales et des essences sur ces dernières, que la disposition des plantes au sein de chaque plantation expérimentale. Le design expérimental a été élaboré avec d'autres chercheurs, contrôlé par des statisticiens externes et optimisé par la suite de telle sorte que les résultats puissent être les plus pertinents possibles. Il faut maintenant créer un réseau de 50 à 60 plantations expérimentales, réparties sur toutes les régions biogéographiques et étages de végétation présents en Suisse et qui seront observées durant 30 à 50 ans. Chaque plantation expérimentale est subdivisée en 3 blocs. Au sein d'un bloc figurent toutes les essences et provenances prévues pour cette plantation expérimentale. Chaque essence est attribuée de façon aléatoire à une parcelle. Le nombre d'essences par plantation expérimentale et donc le nombre de parcelles sont variables. Chaque parcelle est subdivisée à son tour en 4 sous-parcelles, qui sont attribuées de façon aléatoire à 4 des 7 provenances. Chaque sous-parcelle comprend 9 individus d'une provenance. Entre les parcelles, des bandes intermédiaires de 4 m réduiront la concurrence. Chaque plantation expérimentale est entourée d'une zone tampon, la largeur de laquelle doit être environ égale à la moitié de la hauteur du peuplement avoisiné.

La superficie requise pour chaque plantation expérimentale dépend du nombre des essences à tester, de l’espacement et de la hauteur du peuplement avoisiné qui a une influence sur la largeur de la zone tampon nécessaire. L’espacement est de 2°m, la largeur de la bande intermédiaire entre les parcelles est de 4°m. La superficie requise est d'environ 0,75 ha pour 4 essences et d'environ 1,3 ha pour 10 essences.

 

Sur toute l'expérimentation, 7 provenances seront testées pour chaque essence. Afin que la placette ne soit pas trop grande, seules 4 des 7 provenances de chaque essence sont testées par plantation expérimentale. Alors qu'une provenance est testée comme provenance de référence dans toutes les plantations expérimentales, où figure l'essence, 3 des 6 provenances restantes sont affectées de façon aléatoire à chaque plantation expérimentale. Chacune de ces 6 provenances figure ainsi sur la moitié des plantations expérimentales. Ce compromis permet de couvrir relativement largement la variabilité des provenances au sein des essences, sans agrandir la surface nécessaire par plantation expérimentale.

Pour les plantations à design flexible, nous recommandons de choisir une matrice (schéma de plantation) similaire comme dans le design fixe, afin de pouvoir effectuer des comparaisons directes avec les essences et les provenances des plantations expérimentales à design fixe. Mais ceci n'est pas impérativement nécessaire.

D'autres indications sur le design expérimental peuvent être consultées dans le rapport Design des plantations expérimentales.

Bilan et perspectives

Le grand avantage de ce projet réside dans sa démarche coordonnée qui permet d'avoir des résultats sur le développement des essences sur de grands gradients environnementaux. Alors qu'une plantation expérimentale isolée ne permettrait que de se prononcer sur la croissance des arbres plantés sur cette placette, un réseau de 50 à 60 plantations expérimentales permet de déterminer comment les essences testées prospèrent à long terme sous différentes conditions climatiques. L'expérimentation sur le long terme permettra en outre de mieux comprendre les effets des intempéries et événements extrêmes sur les essences et provenances testées.

Les cantons ont été invités en mi-mars 2018 à proposer des placettes à l'aide d’un formulaire d'inscription (Formulaire d'inscription pour les plantations expérimentales). Ces placettes doivent répondre aux exigences décrites (rapport Sélection des placettes pour les plantations expérimentales). Entre novembre 2018 et juillet 2019, l'équipe de projet du WSL a visité 125 des 172 placettes proposées par les services forestiers cantonaux. En juillet 2019, 57 placettes d'essai ont été sélectionnées et les essences à tester réparties (rapport Choix des placettes d’essai pour les plantations expérimentales).

En automne 2019, l’OFEV et les cantons renégocieront le financement de la réalisation et de la maintenance des plantations expérimentales dans le respect du manuel sur les conventions-programmes 2020-24 LI 4.2 « surfaces d’observation du rajeunissement ». Les surfaces sélectionnées seront fixées de façon contractuelle et le premier tiers des surfaces sélectionnées sera préparé pour la première période des plantations, qui aura lieu en automne 2020. Les plantes sont actuellement cultivées.

 

POUR EN SAVOIR PLUS