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Le 6 avril 2010, la Chaire industrielle CRSNG-UQAT-UQAM en aménagement forestier durable recevait, dans le cadre des Midis de la Foresterie, le Dr Daniel Houle, chercheur à la Direction de la Recherche Forestière du Ministère des Ressources Naturelles et de la Faune, coordonnateur coordinateur de projets pour le consortium Ouranos et conseiller chez Environnement Canada. Ses travaux ciblent principalement la fertilité des sols forestiers et le bilan des éléments nutritifs des bassins versants en relation avec la pollution atmosphérique et les changements climatiques.

Je vous propose un bref résumé de cette conférence intitulée: Les changements climatiques, la croissance des forêts et les éléments nutritifs: un ménage à trois?. Le Dr Houle y présentait des résultats provenant de plusieurs études, des résultats particulièrement éloquents sur la force de la relation entre les changements climatiques observés depuis le début du 19ième siècle, la disponibilité des éléments nutritifs dans les sols et la croissance des arbres dans les écosystèmes tempérés et boréaux du Québec.

« Jusqu’ici on pourrait croire que tout va bien, mais il n’en est rien »

D’entrée de jeu, la présentation mettait en évidence des preuves du réchauffement climatique récent : 0,8°C depuis les 140 dernières années pour l’hémisphère nord, un réchauffement moyen d’environ 2°C pour le Québec, particulièrement marqué en hiver. Des simulations réalisées à l’échelle régionale par le consortium Ouranos prévoient d’ailleurs une augmentation moyenne des températures entre 5°C et 7°C au Québec, augmentation plus forte les mois d’hiver et plus marquée à mesure qu’on s’élève en latitude. Les scénarios prévoient aussi une augmentation des précipitations dans le nord de la province, particulièrement en hiver et une augmentation du nombre de jours de croissance, ce qui entraînera des changements dans la productivité et la composition des forêts. Des exemples d’actualité, comme la courte mais fulgurante saison des sucres et le débourrage hâtif des bourgeons observés par certains pomiculteurs cette année, viennent appuyer les propos du Dr Houle à ce sujet. Au niveau des polluants atmosphériques, en particulier le cas des oxydes d’azote, la tendance observée est à l’augmentation.


Figure 1 : Source d’émissions des gaz responsables des pluies acides

Jusqu’ici on pourrait croire que tout va bien, mais il n’en est rien. Les variables climatiques, comme l’augmentation des températures, des précipitations et du nombre de jours de croissance, peuvent potentiellement augmenter la productivité de la forêt, mais elles ne sont pas les seules affectant la croissance et la composition des écosystèmes forestiers. La fertilité des sites est aussi déterminante. Cependant, la disponibilité des éléments les plus limitatifs (Ca++, Mg++ et K+) peut être compromise par la pollution atmosphérique, notamment par les pluies acides qui ont constituées un des premiers champs de bataille dans le domaine de la pollution environnementale. Les pluies acides sont principalement causées par l'utilisation des combustibles fossiles par les grandes industries. Celles-ci ont relâché, au cours du la première partie du 20ième siècle, une importante quantité de dioxyde de soufre (SO2) et d’oxydes d’azote (NOx) dans l’atmosphère, avec les conséquences désastreuses que l’on connaît : acidification des sols et lessivage des cations basiques essentiels à la croissance et à la productivité des forêts.

Heureusement, en 1970, les dirigeants canadiens et états-uniens ont élaboré le Clean Air Act visant à diminuer drastiquement la quantité de polluants émis par les industries et ont pris les mesures nécessaires pour atteindre leurs objectifs.  Depuis, les lacs récupèrent et peu de traces de cette sombre époque persistent  aujourd’hui, malgré le fait que les dépôts d’azote continuent d’augmenter.


Figure 2 : Dépôts d’azote inorganique passés et anticipés

Depuis plusieurs années, des études sont menées à la Forêt Montmorency concernant la nutrition forestière et les bilans d’éléments nutritifs dans un bassin versant. Les résultats présentés dans la conférence concernent le potassium. Cet élément, très hydrosoluble, se retrouve principalement dans la biomasse aérienne des arbres et est facilement lessivé des feuilles par l’eau de pluie. Les études présentées ont aussi montré que la perte par lessivage du potassium est six fois plus grande dans les sites récoltés ou ayant subi le passage d’un feu et dix fois plus importante dans les sites ayant subi les ravages de la tordeuse des bourgeons de l’épinette. L’action cumulée des pluies acides, des activités de récolte et des autres perturbations naturelles semble suffisante pour entraîner le lessivage des cations de potassium et restreindre la croissance des forêts.


Figure 3 : Cycle de l’azote

L’azote est un autre élément nutritif essentiel à la croissance dont la disponibilité est particulièrement limitante, surtout dans les écosystèmes boréaux. L’azote atmosphérique (N2) ou azote moléculaire constitue environ 79% de la composition de l’air, mais n’est pas directement assimilable par les plantes. Les bactéries fixatrices d’azote et la décomposition de la matière organique produisent l’ion ammonium (NH4+), un composé très toxique à forte dose et responsable de l’acidification des sols.

Les résultats des expériences menées en forêt boréale avec des ions marqués d’azote (N15) suggèrent que l’azote ne semble pas percoler plus profondément que quelques centimètres dans le sol et semble y persister lorsque appliqué à faible dose. Cependant, la relation n’est pas linéaire, comme l’ont démontré Magnani et ses collaborateurs dans leur article paru en 2007 : l’application de grandes quantités d’azote entraînerait une augmentation de la productivité qui suivrait alors plutôt une courbe exponentielle.


Figure 4 : figure3d tirée de Magnani et al, 2007

Notre conférencier explique ces résultats controversés par le fait que, suite à l’ajout d’une quantité de plus en plus forte d’azote, celle-ci se retrouve préférentiellement dans les arbres, rendant ainsi exponentiels les effets de l’ajout d’azote sur la croissance.

Le Dr Houle conclut sa conférence en disant que les changements climatiques vont continuer de s’accentuer, que la quantité de polluants atmosphériques, particulièrement l’azote, va continuer d’augmenter, et que la récolte a un impact majeur sur la composition en éléments nutritifs des sols. « Il faut tenir compte de tous ces facteurs quand vient le temps de modéliser la forêt face aux changements climatiques. »

Référence :
(Federico Magnani, Maurizio Mencuccini, Marco Borghetti, Paul Berbigier, Frank Berninger, Sylvain Delzon, Achim Grelle, Pertti Hari, Paul G. Jarvis, Pasi Kolari, Andrew S. Kowalski, Harry Lankreijer, Beverly E. Law, Anders Lindroth, Denis Loustau, Giovanni Manca, John B. Moncrieff, Mark Rayment, Vanessa Tedeschi, Riccardo Valentini & John Grace, The human footprint in the carbon cycle of temperate and boreal forest, 2007, Nature, vol.447, no14, 848-852)

Télécharger le résumé

Résumé de la présentation :
Julie Arseneault
étudiante à la maîtrise en biologie, UQAT

La présentation PowerPoint est disponible ici

Rediffusion

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Voici l'adresse du site où les conférences seront hébergées : http://198.168.45.6/
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