15 Déc 2022

Disponibilité de lumière, croissance des arbres et durabilité dans les forêts permanentes sur les sites de hêtres

Projet WHFF 2017.15

Direction du projet : Harald Bugmann

 

L’essentiel en bref

  • Afin de mieux quantifier les modèles de croissance sur les stations de hêtres en ce qui concerne les possibilités de mélange dans les forêts permanentes, les hêtres (Fagus sylvatica L.) et les érables sycomores (Acer pseudoplatanus L.) des classes de gros bois et de perchis ont été soumis à une analyse de disque de tronc pour le présent projet de recherche.
  • Alors que le développement de la hauteur et du diamètre des deux essences dépendait fortement de la disponibilité de la lumière, il s’est avéré que l’accroissement en hauteur du hêtre était plus important en situation de densité.
  • L’érable sycomore possède un houppier plus long, qui devrait être développé par des soins, mais il a montré des accroissements en hauteur réduits avec l’âge, même avec un petit diamètre.
  • Dans l’équilibre démographique, qui se situe dans la forêt permanente de hêtres à une surface terrière de 21 m2 à 25 m2, la croissance de l’érable sycomore dans le houppier est donc fortement remise en question, surtout dans les petites trouées (<270 m2), lorsque la disponibilité de lumière en plein air est inférieure à 10%.
  • Afin de pouvoir garantir des proportions importantes d’érable sycomore dans le mélange, celui-ci devrait être rajeuni dans des trouées d’au moins 400 m2.
  • Des interventions hétérogènes dans l’espace et des prélèvements par groupes permettent de créer une mosaïque diversifiée de niches de rajeunissement dans la forêt permanente. Cela crée des possibilités pour le maintien ou la création de mélanges d’essences.

 

Description du projet

Au cours des trois dernières décennies, les multiples exigences posées à la sylviculture proche de la nature et les impulsions économiques ont permis à la gestion des forêts permanentes axée sur l’arbre unique de bénéficier d’une grande attention. L’apparition d’événements perturbateurs graves, le changement climatique, la situation économique difficile de nombreuses entreprises forestières et les considérations écocentriques – de plus en plus importantes – revêtent une importance particulière à cet égard.

La forêt permanente construite de manière durable offre en continuité une large palette d’assortiments de bois et une sécurité d’exploitation élevée en conséquence. Comme l’exploitation et l’entretien ont lieu simultanément sur la même surface, il est possible, en combinaison avec la rationalisation biologique, de réduire fortement les dépenses pour le premier niveau de production.

Aujourd’hui, de nombreuses exploitations forestières sont confrontées à la question suivante : comment assurer la régénération naturelle des essences ayant besoin de plus de lumière dans le cadre d’une exploitation forestière permanente ? Dans les vieux peuplements riches en essences, les éclaircies permanentes ne garantissent souvent pas le maintien de la diversité des essences existantes. En effet, la composition du rajeunissement est directement déterminée par l’intensité de l’intervention de la coupe de rajeunissement initiale, compte tenu de la diversité des semences disponibles. Mais en même temps, dans le contexte d’un climat changeant, les peuplements mixtes sont d’une importance décisive pour les peuplements futurs et leur capacité d’adaptation et de résilience.

Dans ce projet de recherche, les auteurs ont donc étudié des questions centrales pour mieux comprendre la dynamique de croissance dans des forêts gérées selon les principes de la forêt permanente sur des stations de hêtres. La question de savoir quels mélanges d’essences sont possibles sur ces sites en raison de la forte concurrence du hêtre par le biais de la gestion de la forêt permanente fait encore aujourd’hui l’objet de discussions controversées. En raison de l’absence de proportions notables d’essences nécessitant de la lumière dans le rajeunissement des forêts permanentes sur les stations de hêtres, l’accent a été mis dans ce projet sur les possibilités de mélange du hêtre (Fagus sylvatica L.) et de l’érable sycomore (Acer pseudoplatanus L.).

Les questions suivantes étaient au centre du travail :

  1. Comment se comportent le diamètre et l’accroissement en hauteur du hêtre et de l’érable sycomore de la classe des gros bois et des perchis le long des gradients de disponibilité de la lumière ?
  2. Quel doit être le nombre de tiges en cours d’accroissement pour obtenir une structure démographique durablement établie dans les forêts permanentes sur des stations de hêtres ?
  3. Dans quelles conditions peut-on garantir que des essences plus exigeantes en lumière soient également conservées ?

Au total, 14 zones forestières ont été étudiées sur des stations de hêtres de taille moyenne avec des peuplements mixtes, qui ont été gérées au moyen d’éclaircissements réguliers de la forêt permanente. Les températures annuelles moyennes dans les zones étudiées se situaient entre 8 et 11°C, les précipitations annuelles moyennes entre 890 et 1300 mm.

 

Conclusions

La forêt permanente de hêtres peut être conduite à un équilibre démographique avec un volume de réserve compris entre 21 et 25 m2/ha. Pour maintenir cet équilibre, il faut environ 90 à 120 arbres par hectare dans la classe de diamètre à hauteur de poitrine DHP 3 (8-11,9 cm). Sur cette surface de base, l’érable sycomore ne peut être conservé qu’en petites proportions, car il représente moins de 25% du nombre de tiges dans des conditions de luminosité typiques inférieures à 10% du rayonnement extérieur lors de l’initiation du rajeunissement dans la forêt permanente et reste en même temps trop longtemps réprimé pour pouvoir profiter des avantages de sa stratégie de croissance.

La régénération de l’érable sycomore peut être favorisée dans des trouées de >400m2 et doit, contrairement au hêtre, être à la fois favorisée par des soins et encouragée par des élargissements de la trouée en temps voulu. Dans les trouées plus petites, il faut plus de 30 ans pour que l’érable sycomore atteigne un DHP de 4 cm. A cet âge, le potentiel de croissance en hauteur de l’érable sycomore est déjà fortement réduit et la croissance dans la strate de la couronne est fortement remise en question.

Pour maintenir ou créer des mélanges d’essences avec des essences présentant différentes tolérances à l’ombre sur les stations de hêtres, il faut une mosaïque diversifiée de niches de rajeunissement différentes. Dans les forêts permanentes, cela implique l’abandon des avantages de l’exploitation par arbre unique au profit de prélèvements par groupes. Pour créer des forêts aussi diversifiées et richement structurées que possible, la combinaison libre de différents types de coupes sur de petites surfaces en fonction de l’objectif de rajeunissement est appropriée.

 

Le projet a été soutenu par l’Encouragement de la recherche sur la forêt et le bois en Suisse WHFF-CH de l’Office fédéral de l’environnement OFEV et par la Conférence des cantons sur la forêt, la faune et le paysage KWL.

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