CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET ADÉQUATION DES STATIONS … · MODIS: Anomalie de température 2003...

CHANGEMENTS CLIMATIQUES

ET ADÉQUATION DES

STATIONS POUR LES ARBRES

FORESTIERS

Niklaus E. Zimmermann Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage

WSL, Birmensdorf

Changements climatiques et arbres forestiers en Suisse

• À quel point la Suisse va-t-elle se réchauffer ?

• Comment les précipitations évoluent-elles ?

• Comment ces changements influencent-ils l’adéquation des

arbres forestiers aux stations ?

23.05.2017 Changements climatiques & Adéquation des stations 2

• Ces questions, et d’autres semblables ont été étudiées au

cours du programme Forêts et changements climatiques,

avec de simples modèles empiriques :

Je vais d’abord expliquer comment les modèles empiriques fonctionnent

Ensuite, je montrerai à quel réchauffement il faut s’attendre en Suisse

Enfin, je présenterai les résultats des études de modèles empiriques sur la

modification de l’adéquation aux stations pour les différentes essences en Suisse

Modèles empiriques

• Principe de la modélisation des enveloppes climatiques

(modèles de répartition spatiale des espèces de flore et de

faune).

3

Climat actuel

Climat futur

froid chaud Espace écologique nord sud Espace géographique

en altitude à basse altitude Espace topographique

Probabilité de rencontrer

l’arbre vert

23.05.2017 Changements climatiques & Adéquation des stations

Modèles empiriques

• Modélisation de l’adéquation au site

4

Lat

itu

de

(Y)

Longitude (X)

Tem

pér

atu

re

Humidité

Pprés = f (climat, sol, etc.)


5

tem

pera

ture

moisture

Whittaker 1967, Biological Reviews


À quel climat faut-il s’attendre en Suisse ?

• Nous n’en sommes pas absolument certains !

• C’est pourquoi on n’utilise pas un, mais de nombreux

modèles climatiques.

• Ces modèles sont nourris de différents scénarios.

6

Scénario valeur moyenne

Largeur de

bande sur la

base de

plusieurs

modèles



• Évolution du climat (moyenne sur 5 ans pour T et P)

7

−40 −20 0 20 40

−1

01

23

45

6

Summer (JJA)

P−anomaly [%]

T−

an

om

aly

[°C

]

2005

2010

2015

2020

2025

2030 2035

2040

2045

2050

2055

2060

2065

2070

20752080

2085

2090

2095

2098

−40 −20 0 20 40

−1

01

23

45

6

Winter (DJF)

P−anomaly [%]

T−

an

om

aly

[°C

]

2005

20102015

20202025

2030

2035

2040

2045

2050

2055

2060

2065

2070

2075

2080

2085

20902095

2098

−20 −10 0 10 20

−1

01

23

45

6

Year

P−anomaly [%]

T−

an

om

aly

[°C

]

20052010

20152020

2025

2030 2035

2040

2045

20502055

2060

20652070

20752080

2085

2090

2095

2098

CLM_A1B_1_D3_mm_T_2M_AV_1960−2100, anomalies to 1981−2010 (5−year means)

plu

s c

ha

ud

kä

lte

r

plus humide

plus sec

CLM // ECHAM5 Modell

Été Hiver Année

Anom

alie

T

Anomalie P Anomalie P Anomalie P

2100

Aujourd’hui



• Vue d’ensemble des 6 modèles utilisés

• Scénario : A1B

• Rapport d’évaluation ; tous les points de grille en Suisse

8

CLM//

Echam5

Hirham5 //

Arpege

RCA30//

CCSM30

RCA30//

Echam5

RACMO2//

Echam5

HadRM3//

HadCM3

A1b A1b A1b A1b A1b A1b

Évolution du climat semestre d’été pour la Suisse


À quel climat faut-il s’attendre en Suisse ? • En montagne, les températures vont évoluer plus rapidement qu’à

basse altitude, les différences régionales sont parfois importantes.

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Anomalies hiver Anomalies été Incertitude été

Tem

péra

ture

s

Pré

cip

itati

on

s

+1.8° +2.8° +3.8°C

-15% +/-0% +20% -30%

0.2° 0.6° 1.0°C

10% 25% 40%


Modification attendue de l’adéquation à la station

• Où trouvons-nous autour de 2100 un climat que nous ne

pouvons pas observer aujourd’hui en Suisse ?

10

6 7 8 9 10

46

.04

6.5

47

.04

7.5

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

N

0 40 80

km

Proportion de

variables

climatiques qui

ne sont pas

similaires

autour de 2100



• Les modèles empiriques ont été développés de la manière suivante

• Données de l’inventaire forestier utilisées pour la calibration

• Originaires d’Europe pour déterminer des conditions non similaires

• 9 variables déterminantes (surtout climat, également sol...)

• 6 modèles climatiques (A1B) pour la prise en compte de l’incertitude

climatique

• 6 modèles statistiques pour la prise en compte de l’incertitude des modèles

• Ce qui donne pour les prévisions 6x6=36 cartes d’adéquation

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Répartition actuelle IFN

Adéquation à la station

non adapté

incertain

adapté



• Hêtre (1990-2080)

12 23.05.2017 Changements climatiques & Adéquation des stations


• Quatre essences

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Épicéa

Chêne sessile Chêne pédonculé

Sapin


Limites des possibilités d’assertions

• Que disent ces modèles, que ne disent-ils pas : le dilemme

des prévisions de modèles dans un « monde plus chaud »

14

Aujourd’

hui

Futur

• Aujourd’hui

• Trop froid/humide pour

l’essence

• Pas d’évidence de la

présence de l’essence

• Futur

• L’essence va-t-elle se

déplacer jusqu’ici après le

réchauffement ?

• Si oui, à quelle vitesse ?

• Aujourd’hui

• Habitat adapté

• Futur

• Trop chaud/trop sec

• Pas d’évidence pour une

présence sous ce climat

• Est-ce que l’essence va

disparaître localement ou

généralement ?

• Si oui, à quelle vitesse ?

Habitat

adapté sous

le climat

actuel

ET

futur


Limites de la pertinence

• Trois possibilités de réaction pour les arbres

15

LA

T

LON

Déplacement

† †

† †

† †

† †

†

†

† †

†

†

†

†

† †

† † Disparition

Adaptation

Le stress

physiologique

augmente

De nouvelles

essences

concurrentes

arrivent

Le stress

physiologique

diminue

L’essence peut

affronter la

concurrence


Résumé

• Les modèles rendent bien la répartition actuelle

• Les modèles divergent parfois fortement à l’avenir

• Vous trouverez plus de résultats sur www.wsl.ch/lud/portree


En conclusion

• En général, les incertitudes restent importantes, et surtout l’évolution du climat est très incertaine.

• Les essences ne se déplacent pas aussi rapidement que les cartes le suggèrent. Les déplacements s’effectuent très lentement.

• Là où la situation s’améliore, les vitesses de déplacement restent généralement faibles.

• Là où la situation se dégrade, il ne se passe absolument rien pendant un long moment.

Le climat se dégrade certes, mais les arbres continuent à pousser

Ils sont souvent remplacés très lentement par d’autres essences

C’est entre autres l’apparition d’extrêmes climatiques qui déterminera à quelle vitesse les essences disparaîtront (par exemple lorsque la tolérance physiologique est dépassée)


Considération finale

• Les extrêmes climatiques vont attirer de plus en plus

l’attentio

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http://earthobservatory.nasa.gov

MODIS: Anomalie de température 2003 Jeffrey pine & oak avril 2015

Drought Monitor 2015


Considération finale

• Pour les épicéas et sapins, le Plateau sera sûrement trop

sec, ils seront plus vulnérables aux attaques de nuisibles.

• Pour le hêtre, les prévisions des modèles divergent

fortement pour le Plateau. Il pourra bien se maintenir sur les

stations adaptées, mais disparaîtra sur les sols peu

profonds.

• La disparition du hêtre est incertaine, et il devrait pouvoir

éventuellement se maintenir encore assez longtemps -

suivant le développement des extrêmes climatiques. Le

risque augmente de plus en plus aux alentours de 2100.

• Les essences de chêne semblent s’adapter le plus

probablement aux stations du Plateau, ainsi que les pins

sylvestres (aux situations topographiques exposées).


Merci de votre attention !

Merci également à Achilleas Psomas, Dirk Schmatz,

Rafael Wüest pour l’assistance technique et l’analyse

scientifique ;

Monika Frehner, Ludwig Zgraggen et Barbara Huber pour

les discussions sur l’adéquation des essences aux

stations


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