Responsable
Igor Drobyshev
Collaborateurs
Yves Bergeron
Problématique
Nous tenons à initier une coopération de recherche et de formation des étudiants dans le domaine des analyses de croissance en rapport avec le climat qui irait au-delà des études à l’échelle du paysage ou du pays qui sont en générale financées par des organismes nationaux. Notre principal objectif est de relier de grands patrons de la circulation atmosphérique à des patrons des anomalies de croissance et des vagues de mortalité des forêts associées ainsi qu’à la dynamique des incendies de forêt et les conditions qui prédisposent les forêts aux invasions de pathogènes. En étendant la portée géographique de notre projet de recherche au-delà des frontières continentales, nous envisageons la possibilité de capturer les facteurs climatiques qui définissent les dynamiques à court et à long terme de la forêt boréale. Le projet ciblera spécifiquement les forêts boréales du Nord, un des biomes qui est le plus sensible aux changements climatiques et qui est également géographiquement non couvert par des programmes de coopération internationale de recherche tel que “l’Artic cooperation program”. Nous nous attendons à ce que la mise en œuvre des résultats du projet permette de mieux prévoir les risques climatiques futurs à la capacité de production de la forêt et aussi contribuer à l’optimisation des politiques forestières à long terme.
Objectifs
Pour réaliser nos objectifs, nous proposons les activités suivantes: (a) établir un réseau de groupes de recherche et des projets dans les sujets mentionnés ci-dessus et organiser un atelier sur le thème du projet pour les membres du réseau et d’autres parties intéressées; (b) établir des possibilités de financement pour la formation d’étudiants à la maîtrise et au doctorat intéressés par les projets qui incluent à la fois les biomes boréales de l’Est du Canada et des pays Nordiques et (c) développer une plateforme en ligne pour la coopération entre chercheurs.
Méthodologie
En réseau avec d’autres projets communs sur la dynamique de la croissance et des perturbations de la région Atlantique-Nord.
Retombées escomptées
Réseautage et développement de projets communs sur la croissance et les perturbations des forêts dans la région de l’Atlantique Nord.
Applicabilité
Forêt boréale
Livrables
Valérie Trouet, Yves Bergeron, Annika Hofgaard, Clémentine Ols, Martin-Philippe Girardin, Igor Drobyshev. Post-1980 shifts in the sensitivity of boreal tree growth to North Atlantic
Ocean dynamics and seasonal climate
Tree growth responses to North Atlantic Ocean dynamics. 2018. Global and Planetary Change 165:1-12
DOI : 10.1016/j.gloplacha.2018.03.006
The mid-20th century changes in North Atlantic Ocean dynamics, e.g. slow-down of the Atlantic meridional overturning thermohaline circulation (AMOC), have been considered as early signs of tipping points in the Earth climate system. We hypothesized that these changes have significantly altered boreal forest growth dynamics in northeastern North America (NA) and northern Europe (NE), two areas geographically adjacent to the North Atlantic Ocean. To test our hypothesis, we investigated tree growth responses to seasonal large-scale oceanic and atmospheric indices (the AMOC, North Atlantic Oscillation (NAO), and Arctic Oscillation (AO)) and climate (temperature and precipitation) from 1950 onwards, both at the regional and local levels. We developed a network of 6876 black spruce (NA) and 14437 Norway spruce (NE) tree-ring width series, extracted from forest inventory databases. Analyses revealed post-1980 shifts from insignificant to significant tree growth responses to summer oceanic and atmospheric dynamics both in NA (negative responses to NAO and AO indices) and NE (positive response to NAO and AMOC indices). The strength and sign of these responses varied, however, through space with stronger responses in western and central boreal Quebec and in central and northern boreal Sweden, and across scales with stronger responses at the regional level than at the local level. Emerging post-1980 associations with North Atlantic Ocean dynamics synchronized with stronger tree growth responses to local seasonal climate, particularly to winter temperatures. Our results suggest that ongoing and future anomalies in oceanic and atmospheric dynamics may impact forest growth and carbon sequestration to a greater extent than previously thought. Cross-scale differences in responses to North Atlantic Ocean dynamics highlight complex interplays in the effects of local climate and ocean-atmosphere dynamics on tree growth processes and advocate for the use of different spatial scales in climate-growth research to better understand factors controlling tree growth.
Annika Hofgaard, Yves Bergeron, Clémentine Ols, Martin-Philippe Girardin, Igor Drobyshev. Monitoring Climate Sensitivity Shifts in Tree-Rings of Eastern Boreal North America Using Model-Data Comparison. 2017. Ecosystems 21(5):1042-1057
DOI : 10.1007/s10021-017-0203-3
The growth of high-latitude temperature-limited boreal forest ecosystems is projected to become more constrained by soil water availability with continued warming. The purpose of this study was to document ongoing shifts in tree growth sensitivity to the evolving local climate in unmanaged black spruce (Picea mariana (Miller) B.S.P.) forests of eastern boreal North America (49°N–52°N, 58°W–82°W) using a comparative study of field and modeled data. We investigated growth relationships to climate (gridded monthly data) from observed (50 site tree-ring width chronologies) and simulated growth data (stand-level forest growth model) over 1908–2013. No clear strengthening of moisture control over tree growth in recent decades was detected. Despite climate warming, photosynthesis (main driver of the forest growth model) and xylem production (main driver of radial growth) have remained temperature-limited. Analyses revealed, however, a weakening of the influence of growing season temperature on growth during the mid- to late twentieth century in the observed data, particularly in high-latitude (> 51.5°N) mountainous sites. This shift was absent from simulated data, which resulted in clear model-data desynchronization. Thorough investigations revealed that desynchronization was mostly linked to the quality of climate data, with precipitation data being of particular concern. The scarce network of weather stations over eastern boreal North America (> 51.5°N) affects the accuracy of estimated local climate variability and critically limits our ability to detect climate change effects on high-latitude ecosystems, especially at high altitudinal sites. Climate estimates from remote sensing could help address some of these issues in the future.
Annika Hofgaard, Clémentine Ols, Yves Bergeron, Igor Drobyshev. Previous growing season climate controls the occurrence of
black spruce growth anomalies in boreal forests of Eastern
Canada. 2016. Can. J. For. Res. 46(5):696-705
DOI : 10.1139/cjfr-2015-0404
Nous avons étudié l’origine climatique des anomalies de croissance des forêts boréales en analysant 895 séries de croissance d’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) provenant de 46 sites xériques repartis le long de trois transects latitudinaux dans l’Est Canadien. Nous avons identifié les anomalies de croissance interannuelles (comparaison à l’année précédente) et multi-décennales (comparaison à toutes les années) pour chaque site et transect de 1901 à 2001. Les anomalies de croissance apparaissent principalement à l’échelle du site mais rarement à de plus larges échelles géographiques. Les anomalies positives (interannuelles et multi-décennales) sont fortement associées à des températures basses et des précipitations fortes pendant la saison de croissance de l’année précédente. L’origine climatique des anomalies négatives (interannuelles et multi-décennales) est plus complexe et généralement associée à des anomalies climatiques de l’année en cours. Entre le début et la fin du XXe siècle, seules les anomalies multi-décennales négatives sont devenues plus fréquentes. Nos résultats révèlent l’importance du climat de la saison de croissance précédente dans l’apparition d’anomalies de croissance et suggèrent un lien positif entre le réchauffement climatique et l’augmentation de la fréquence des anomalies multi-décennales négatives. L’augmentation prévue des températures dans les prochaines décennies pourrait davantage accroitre la fréquence des anomalies.
Ols et al. 2018. Global and Planetary Change 165: 1-12. Ols, C. 2017 Les téléconnexions de croissance comme indicateurs des impacts des changements climatiques sur les écosystèmes forestiers : le cas des forêts boréales de la région de l’Atlantique Nord. Thèse de doctorat en sciences de l’environnement, UQAT.
Avancement
Finalisé avec succès!
Organismes subventionnaires
Chaire AFD Nordic Council of Ministers, Chaire AFD
Financement annuel
Financement terminé
Durée
2013-2020
Dernière mise à jour :
2019-06-22 16:31:20
