Responsable
Problématique
Les forêts du Canada, couvrant près de 50 % du pays, fournissent des habitats à la grande majorité de la faune et de la flore terrestre du pays et jouent un rôle majeur sur les plans social, écologique et économique (Burton et al. 2003). Les forêts, naturelles et urbaines, offrent les services aux humaines en termes de purification de l’eau, refroidissement de l’air, filtrage des polluants et autres. Toutefois, le maintien de la santé des forêts est à risque en raison des changements climatiques (Gauthier et al. 2015). Les changements climatiques influencent le synchronisme entre la phénologie des organismes (pollinisateurs et fleurs, ouverture des bourgeons et croissance des plantes et arrivé des herbivores, etc.) et pourraient donc débalancer les réseaux trophiques et la productivité des forêts (Stenseth et al. 2002). Une augmentation de température et une diminution de précipitation peuvent réduire l’eau disponible pour la croissance et réduire la productivité forestière tant en forêt urbaine qu’en forêt naturelle (D’Orangeville et al. 2018). Cependant on en connait encore peu sur les stratégies hydrauliques des arbres face aux sècheresses. Par exemple, quels arbres ferment leur stomates, quels arbres modifient leur période de croissance (phénologie) face aux sècheresses, quels conditions amèneront un système de conduit de sève performants vs sécuritaire, etc (Cosme et al. 2017). Les réponses hydriques des arbres dans un climat plus chaud et sec ainsi que leurs réponses phénologiques nous informeront sur la résilience et la vulnérabilité des forêts face aux changements climatiques et sont donc deux objectifs majeurs de la chaire proposée. Ces facteurs influencent aussi d’autres processus et organismes liés aux écosystèmes forestiers
Objectifs
Les objectifs de la chaire sont 1) d’évaluer l’influence des changements climatiques sur la réponse de la forêt en utilisant un réseau canadien de placettes de suivi de haute précision financé par une subvention du fonds canadiens d’innovation (FCI) (Innovation Fund 2017; répartie dans 6 universités canadiennes) et des données historiques (des centaines de milliers de série dendrochronologiques) sur la croissance et la survie des arbres au cours des dernières décennies; (2) d’établir des collaborations internationales, et (3) de former du personnel hautement qualifié pour répondre aux défis de l’avenir engendrés par les changements climatiques. Nous testons les hypothèses suivantes : que (1) les arbres commenceront leur croissance plus tôt mais la finiront aussi plus tôt n’engendrant ainsi aucun gain de productivité et que (2) la vulnérabilité des arbres aux stresses hydrique et thermique sera plus importante entre les sites (intraspécifique) qu’entre les espèces.
Méthodologie
Notre réseau d’instruments est localisé le long de gradients climatiques et forestiers et nous permet d’enregistrer les données pour les espèces forestières dominantes en lien avec les données climatiques. Ce réseau d’instruments est implanté tant en milieu naturel qu’à travers les forêts urbaines au Canada. Nous avons installé des caméras de photographie par laps de temps pour l’ouverture et la formation des bourgeons, l’apparition et le moment de chute des feuilles, la croissance des feuilles, etc. Des dendromètres sont utilisés pour suivre la croissance radiale journalière ainsi que l’élargissement et la diminution de l’arbre lié à la réhydration et déshydration). En plus, nous utiliserons un réseau d’appareils récemment développés pour mesurer le transport de la sève à l’intérieur des arbres pour pouvoir comprendre la réponse de différentes espèces et populations d’arbres aux variations météorologiques. Nos mesures seront liées aux données météorologiques provenant de nos stations météorologiques ainsi que celles d’Environnement Canada et des prévisions climatiques provenant d’Ouranos pour nous permettre d’évaluer la sensibilité des arbres aux stress hydriques journaliers et saisonniers. Nos données et celles sur le climat couplé avec les analyses de la structure physiologique de la formation du bois, nous permettra de développer des connaissances sur le développement de la formation du bois et aussi sur la productivité forestière face aux sècheresses. Nous utiliserons aussi les données provenant du terrain, comme des données d’entrainement pour l’interprétation des données de télédétection (LIDAR et images satellitaires). Un livrable de la chaire sera une évaluation de l’effet du stress sur la résilience de la forêt à de très grandes échelles spatiale et temporelle. Finalement nous développerons des connaissances à partir de données d’échantillons de dendrochronologie (l’analyse des cernes de croissance) et de suivi de mortalité que nous avons compilés pour des centaines de milliers d’arbres à travers cinq provinces. Ces données historiques nous permettront d’évaluer l’effet des stresses hydriques et de température du passé pour alimenter les prévisions pour l’avenir. De plus les développements de ces travaux seront harmonisés avec ceux des réseaux européens et américains afin de développer un réseau international de données pour une comparaison globale de la résilience et de la vulnérabilité des forêts face aux changements climatiques.
Retombées escomptées
Articles scientifiques, présentations vulgarisées et scientifiques, formation de HQP, avancement de connaissances sur l'effet des changements climatiques sur les forêts
Applicabilité
Indicateurs précoces des changements préoccupants Mesures d'adaptations
Livrables
Avancement
Mise en place d'un réseau du suivi grace à l'Équipement de SmartForests Analyse de grande base de données
Organismes subventionnaires
Chaire stratégique sur la résilience et les vulnérabilités des forêts aux changements climatiques
Financement annuel
25 000 $
Durée
2020-2023