Régénération des forêts de montagne
2020 - 2025
FinancementDe meilleures bases pour l'évaluation et une gestion plus ciblée de la régénération naturelle dans les forêts de montagne ¶
Le projet "Régénération des forêts de montagne" a pour objectif de créer des bases professionnelles sur la manière de promouvoir à long terme et de manière durable la régénération naturelle dans les forêts de montagne par la sylviculture. Des expériences sylvicoles de longue durée ont été lancées sur dix sites expérimentaux dans des forêts d'épicéas et de sapins, et des connaissances sur le développement de la régénération naturelle sont acquises à partir d'inventaires répétés du peuplement et de la régénération. Il s'agit également d'étudier l'impact des changements environnementaux, y compris le changement climatique, sur la régénération naturelle. Il est essentiel de préserver l'effet protecteur des forêts de montagne, par exemple contre les dangers naturels, qui est influencé par la densité de la régénération et par le boisement. Enfin, il s'agit de créer, entre autres, des outils pratiques pour l'évaluation de la régénération naturelle.
Index ¶
Actualités ¶
Les dix parcelles expérimentales ont été entièrement établies et le premier grand inventaire de régénération (évaluation initiale de la structure du peuplement et de la couche de régénération) a été réalisé sur l’ensemble des sites. Les interventions sylvicoles ont été achevées et les clôtures ont été installées sur toutes les parcelles expérimentales en 2024.
L’inventaire de la régénération après intervention sylvicole (inventaire post-traitement) a été finalisé à l’été 2024 sur l’ensemble des sites. L’objectif principal de cet inventaire est d’évaluer les taux de mortalité et les dommages subis par la régénération naturelle en raison des activités d’exploitation forestière.
De plus, le deuxième grand inventaire de régénération a été réalisé sur huit des dix parcelles expérimentales à l’été 2023/2024, soit un an après l’inventaire post-traitement. Le suivi continu de la densité de régénération, du couvert végétal de la régénération et de la végétation du sous-bois, du développement démographique des individus régénérés, ainsi que l’évaluation des micro-sites, y compris le sol et la lumière, seront finalisés en 2025 avec la collecte de données sur les deux dernières parcelles expérimentales, Pfäfers et Ormont-Dessus. L’évaluation de la production de semences des quatre principales espèces d’arbres—épicéa commun (Picea abies), sapin blanc (Abies alba), érable sycomore (Acer pseudoplatanus) et hêtre (Fagus sylvatica)—est prévue pour 2025 sur toutes les parcelles.
Les dommages à la régénération, y compris les dégâts causés par la faune, sont systématiquement enregistrés sur toutes les parcelles expérimentales. À partir de l’été 2024, des pièges photographiques ont été installés sur certaines parcelles afin de déterminer l’abondance de la faune sauvage par analyse d’images.
Les données collectées fournissent un premier aperçu des effets à court terme des interventions sylvicoles sur la régénération naturelle et les micro-sites associés dans les forêts de montagne. La poursuite de la collecte de données permettra d’analyser les effets à long terme ainsi que l’évolution démographique de la régénération.
Motivations ¶
La régénération forestière d'aujourd'hui est la clé des services forestiers de demain. La dynamique de régénération présente une forte variabilité temporelle et spatiale (nombre de tiges de moins de 500 ha-1 à bien plus de 100 000 ha-1), ce qui conduit à de grandes différences dans la densité de régénération entre les essences et la taille des arbres. Par conséquent, les réserves de régénération sont difficiles à évaluer et leur quantification nécessite une connaissance approfondie des processus de régénération dominants ainsi que des facteurs d'influence potentiels. Cela comprend diverses menaces liées aux événements météorologiques défavorables (par exemple, neige mouillée, sécheresse), aux agents pathogènes (par exemple, moisissure des neiges) et aux animaux sauvages (en particulier l'abroutissement). Étant donné que ces facteurs d’influence interagissent fortement et ont souvent un impact sur les processus de régénération sur plusieurs décennies, ils rendent difficile une évaluation fiable de la régénération forestière.
De grands progrès ont été réalisés dans des domaines importants de la gestion des forêts de montagne au cours des dernières décennies, par exemple dans l'évaluation de l'effet protecteur des structures des peuplements. Cependant, il existe encore de grandes lacunes dans les connaissances dans le domaine de la régénération en raison du défi majeur que représente la sélection et l'enregistrement des paramètres clés qui reflètent la situation de la régénération avec suffisamment de précision. De plus, il est difficile d'estimer comment la régénération va évoluer, car la mortalité des plantes en régénération et les semis supplémentaires peuvent être soumis à des fluctuations extrêmes. Et ce, même si une régénération forestière suffisante et diversifiée constitue très souvent un facteur déterminant dans la gestion des forêts de montagne et constitue la base de la forêt de demain.
Objectifs du projet et questions de recherche ¶
Les objectifs du projet à long terme (horizon 2025-2030) sont :
- Créer une base technique pour que la régénération naturelle puisse être efficacement favorisée par la sylviculture. À long terme, la régénération devrait donner lieu à des peuplements conformes aux objectifs et fournissant d'importants services forestiers (accent sur la forêt de protection).
- Préciser comment le changement climatique affecte le développement de la régénération. Par exemple, lors d'étés secs, la mortalité des plantes régénératrices d'espèces d'arbres sensibles à la sécheresse pourrait être augmentée ou, à plus long terme, des semis d'espèces d'arbres provenant de plus basses altitudes pourraient s'établir de plus en plus haut de façon naturelle.
- Élaborer un « Guide pratique d'évaluation de la régénération naturelle ». Ce guide méthodologique est destiné à fournir des informations sur la régénération naturelle au niveau du peuplement qui soient significatives, techniquement solides, compréhensibles et robustes (reproductibles). Une application importante de ces informations est la prise de décision sylvicole dans le cadre de NaiS (« Gestion durable des forêts de protection »).
Le projet se concentre sur les forêts de sapin blanc et d’épicéa. Cependant, les résultats du projet sont susceptibles d’être pertinents pour d'autres types de forêts également.
Pour la création des bases professionnelles, les éléments suivants sont déterminés :
- La dynamique démographique (le développement à long terme des populations d'arbres) de la régénération naturelle dans les forêts de montagne.
- L'influence des facteurs (station, peuplement, perturbations) qui sont importants pour la régénération naturelle (développement démographique, nombre de tiges, distribution des tailles, croissance en hauteur, composition des espèces d'arbres).
En outre, des études d’accompagnement sur les sous-processus sont prévues pour améliorer la compréhension mécanistique des processus de régénération dans les forêts de montagne.
Sites expérimentaux ¶
Au total, dix sites expérimentaux ont été installées dans les Alpes suisses (tableau 1 et figure 2). Les critères importants pour la sélection des sites étaient les suivants :
- L’homogénéité : Grande similarité au sein de chaque site testé en ce qui concerne la structure du peuplement, le relief, l'exposition et le type de station.
- La composition des essences : Bonne représentation de l'épicéa et du sapin blanc dans la régénération ainsi qu'un gradient de la proportion de sapin blanc dans le peuplement adulte.
- Gradient environnemental/de station : Les principaux types de station dans les sapinière-pessières ont été considérés, avec des différences d'altitude et d'aspect.
Les stations des Alpes centrales continentales ont été délibérément évitées car on n'y trouve que rarement des sapins.
Tous les sites expérimentaux ont une superficie de 1,5 hectare. Ils ont été établis en tant que placettes de recherche en croissance et production forestière (seuil d’inventaire : 4 cm). Ils sont garantis par contrat en tant que sites de recherche à long terme.
Tableau 1: Caractérisation des sites expérimentaux
Commune & Canton | Altitude (m) | Orientation | Type de station | Proportion en sapin blanc (estimée, %) |
Albula GR | 1300 | N | 53*Ta | 62-86 |
Flüelen UR | 1485 | NO | 50 + 57C | 18 |
Lauterbrunnen BE | 1495 | E | 46 | 0/individuels |
Ormont-Dessus VD | 1480 | NO | 50(49) | 30 |
Pfäfers SG | 1530 | O | 51(60*) + 50(50*) | 20 |
Rougemont VD | 1600 | NO | 50 | 12-25 |
Sagogn GR | 860 | NE | 52F | 34-48 |
Viège VS | 1120 | N | 55*Ta | 60-79 |
Wildhaus-Alt St. Johann SG | 1365 | N | 50 | 0/individuels |
Conception expérimentale ¶
Le design de l’étude permet une observation à long terme des populations de régénération le long de gradients écologiques. Dix parcelles spécifiques (études de cas) ont été sélectionnées, et des interventions sylvicoles ciblées (trois traitements) ont été mises en œuvre afin d’accentuer les gradients locaux de disponibilité lumineuse. Ce design permet d’analyser statistiquement le développement de la régénération sous différentes conditions environnementales avec un nombre représentatif de plantes échantillonnées. Les interventions sylvicoles ciblées permettent également d’évaluer et de quantifier les effets des interventions sur les conditions microclimatiques (notamment la végétation du sous-bois) et les processus de régénération.
Phases de l'étude ¶
- Phase I : L’état initial des peuplements forestiers (structure du peuplement, régénération) est relevé sur l’ensemble des dix parcelles expérimentales.
- Phase II : Chaque parcelle est divisée en trois sous-parcelles soumises à des interventions sylvicoles différenciées. Une sous-parcelle reste intacte (témoin), tandis que la seconde subit une intervention légère (retrait de ~15-20 % de la surface terrière initiale) et la troisième une intervention forte (retrait de ~25-30 % de la surface terrière initiale) (Figure 3). Afin d’évaluer l’impact des ongulés sauvages sur la régénération, quatre placettes d’échantillonnage au sein de chaque sous-parcelle sont clôturées avec des barrières anti-cervidés de 2 mètres de hauteur.
- Phase III : Les inventaires de régénération sont répétés tous les trois ans sur les parcelles expérimentales.
Inventaire de la régénération ¶
Les processus de régénération sont étudiés sur environ 500 placettes d’échantillonnage (PE), avec 36 à 54 PE par parcelle expérimentale (PEXP). Chaque PE est subdivisée en trois cercles concentriques (Figure 5) :
-
10 m² : Plantes en régénération de la classe de taille 1 (> 1 an et jusqu’à 9,9 cm de hauteur, les semis ne sont pas inclus).
-
20 m² : Classe de taille 2 (10 cm à 39,9 cm de hauteur).
-
50 m² : Classes de taille 3 (40 cm à 129,9 cm de hauteur) et classe 4 (130 cm de hauteur jusqu’à un diamètre à hauteur de poitrine (DHP) de 3,9 cm).
Le cercle intérieur autour du centre de la PE (rayon = 60 cm) est exclu du relevé. La position des plantes en régénération est mesurée à l’aide d’un anneau azimutal (Figures 6 et 7).
L’inventaire de la régénération comprend trois volets :
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Évaluation des caractéristiques des micro-sites (relief et végétation) et présence de la régénération en 12 points fixes.
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Enregistrement et marquage des individus en régénération, incluant leurs conditions microclimatiques et leur évolution démographique (mortalité, hauteur des plantes), avec un focus sur le premier quadrant.
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Évaluation de la densité totale de régénération dans les cercles d’échantillonnage, selon l’essence et la classe de taille.
De plus, à quatre des 12 points d’échantillonnage, l’épaisseur de la litière organique, la forme d’humus ainsi que les conditions lumineuses sont mesurées à l’aide d’un Solariskop (Ing.-Büro Behling, Hermannsburg, Allemagne).
Opportunités pour les étudiants ¶
Chaque année, des sujets de mémoires de fin d’études sont proposés et plusieurs stages sont disponibles durant les mois d’été.
Images ¶
Travail de terrain ¶
Être ensemble ¶
Excursions ¶
Photos: L. Scheele, C. Spori, E. Hartmann, F. Fürst, P. Nikolova, R. Schai
Autres partenariats ¶
WSL Unité de recherche Dynamiques du paysage
TU München
Bulgarische Akademie der Wissenschaften
Travaux d'étudiants terminés ¶
Fürst, Florian (2024): Veränderung von Licht, Mikrostandort, Bestand und Naturverjüngung nach Holzschlag im Schweizerischen Gebirgswald. Bachelorarbeit. Hochschule Bremen, Deutschland. 72 S.
Eggenberger, Nicole (2022): Ökologie im Gebirgswald – wie viel Licht braucht die (Ko-)Existenz? Bachelorarbeit. Wädenswil/Birmensdorf: Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften/Eidgenössische Forschungsanstalt WSL, 32 S.
Probst, Tamara (2022): Abhängigkeit der Naturverjüngung von Tanne (Abies alba) und Fichte (Picea abies) von lokalen Umweltfaktoren in Tannen-Fichtenwäldern. Masterarbeit. D-USYS, ETH Zürich, 60 S.
Fox, Felix (2021): Bestimmende Faktoren für die Weiß-Tannen- (Abies alba), Fichten- (Picea abies) und Vogelbeeren- (Sorbus aucuparia) Naturverjüngung im Gebirgswald der Gemeinde Flüelen, Kanton Uri, Schweiz. Bachelorarbeit. Hochschule für Forstwirtschaft, Rottenburg, Deutschland. 86 S.
Publications et rapports ¶
Liste bibliographique sur le Noisetier de Byzance 2025
Ambs D, Schmied G, Zlatanov T, Kienlein S, Pretzsch H, Nikolova PS, 2024. Regeneration dynamics in mixed mountain forests at their natural geographical distribution range in the Western Rhodopes. Forest Ecology and Management 552, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2023.121550
Nikolova PS, Allgaier Leuch B, Frehner M, Wohlgemuth T, Brang P, 2024. Indikatoren der Waldverjüngung und ihre Anwendungsbereiche. Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 175(3), 108-115. https://doi.org/10.3188/szf.2024.0108
Nikolova PS, Kalt T, Royek J, Schneider M, Schwarz J, 2024. Ergebnisbericht der Phase II (2020-2024). Eidg. Forschungsanstalt WSL, Birmensdorf. 77 S. + Anhang
Kalt T, Nikolova P, Ginzler C, Bebi P, Edelkraut K, Brang P, 2021. Kurzes Zeitfenster für die Fichtennaturverjüngung in Gebirgsnadelwäldern, Schweiz Z Forstwes 172: 156-165
Zaugg A, Lässig A, Nikolova P, Brang P, 2020. Projekt Gebirgswaldverjüngung: Dokumentation der Flächenauswahl. Interner Bericht. Birmensdorf, Eidg. Forschungsanstalt WSL, 9 S. + Anhang.
Brang P, Nikolova P, Gordon R, Zürcher S, 2017. Auswirkungen grosser Verjüngungslücken im Gebirgswald auf Verjüngung und Holzzuwachs. Schlussbericht des Projektes Eingriffsstärke und Holzzuwachs im Gebirgswald. Birmensdorf, Eidgenössische Forschungsanstalt WSL. 48 p.