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Les forêts sont en constante évolution. Les spécialistes estiment que les changements climatiques a un impact de plus en plus marqué sur ces processus de transformation. En collaboration avec l'OFEV, le WSL a examiné les questions suivantes: comment les forêts de montagne ont-elles évolué dans les Alpes suisses au cours des dernières années sous l’influence des changements climatiques? Quelles tendances se dessinent pour l'avenir? Comment la forêt agit-elle à son tour sur le climat?
Pour y répondre, les scientifiques ont travaillé d'une part avec les données de l'Inventaire forestier national suisse (IFN) et de la Statistique de la superficie, et étudié d’autre part les processus en cours dans différentes forêts en s’appuyant sur des scénarios pour l'avenir.
Les études montrent que les forêts de montagne se sont massivement étendues au cours des 30 dernières années, et sont devenues plus denses, surtout dans les pentes les plus raides. En outre, on peut observer que la répartition des essences change lentement: certaines essences comme l'épicéa et le mélèze renforcent leur présence dans les zones plus élevées. A plus basse altitude, elles sont fortement concurrencées par des arbres préférant la chaleur comme le sapin et le hêtre.
Les scientifiques estiment que les changements climatiques ont contribué à ces modifications: des températures plus élevées accélèrent la croissance des arbres, tandis que la sécheresse la ralentit. En outre, elles ont une influence indirecte sur les arbres, en diminuant l'épaisseur du manteau neigeux et la durée d'enneigement. Les transformations actuelles des forêts ne sont toutefois pas seulement influencées par le climat, mais aussi par les modes d'exploitation et les événements perturbateurs. C'est pourquoi il est impossible de quantifier la contribution du climat à ces modifications de la forêt.
À première vue, l’expansion des forêts et la croissance accélérée des arbres à plus haute altitude sont avantageuses, car la surface des forêts assurant une protection augmente. D’ailleurs, les avalanches sont plus rares dans les forêts denses que dans les peuplements clairsemés. Effectivement, dans les zones d'altitude plus élevée, l'efficacité de protection de nombreuses forêts s'est améliorée – même si ce n'est pas toujours à l'endroit où elle serait la plus nécessaire . Mais une densité d’arbres plus élevée a aussi des inconvénients: les forêts plus denses sont plus vulnérables aux incendies, à la contamination par les scolytes, aux bris d’arbres dus au vent ou à la neige. En outre, en raison de l'absence de rajeunissement, elles mettent plus longtemps à retrouver leur efficacité après une perturbation.
Lorsque la forêt est endommagée sur une grande surface, son efficacité de protection contre les avalanches diminue fortement. En particulier dans les forêts protectrices, les modifications susmentionnées doivent donc être considérées de manière critique et nécessitent des contre-mesures, notamment parce que les températures élevées et les périodes de sécheresse plus fréquentes risquent de favoriser les incendies de forêt et les attaques de scolytes.
Les avalanches en forêt dépendent fortement des conditions météorologiques. Selon une analyse portant sur 189 avalanches qui se sont déclenchées en forêt, deux situations météorologiques typiques entraînent la plupart des avalanches en forêt. Lorsqu'il tombe plus de 50 cm de neige en trois jours, que le vent souffle fort, et que le froid se maintient, il peut se produire des avalanches de neige fraîche. D'autre part, lorsqu'un épais manteau neigeux s'est formé et qu'il est fragilisé par une remontée des températures, des avalanches de neige ancienne peuvent se déclencher.
Depuis 1971, c'est-à-dire depuis qu'il existe suffisamment de données de mesure fiables, ces deux situations typiques des avalanches en forêt sont plus rares. Comme les conditions nivologiques sont très différentes d'une année à l'autre, il y aura encore à l'avenir des avalanches qui se déclenchent en forêt.
La forêt réfléchit moins la lumière du soleil que les surfaces sans arbres, surtout lorsque celles-ci sont couvertes de neige. C'est pourquoi le sol reçoit plus d'énergie sur une surface boisée qu'ailleurs. Jusqu'à présent, on ne connaissait pas l'ampleur de cet effet «réchauffement» par rapport à l'effet de refroidissement qui découle de la transformation par les arbres du dioxyde de carbone (CO2) – réchauffant le climat – en oxygène (O2), et qui permet ainsi à une portion plus importante du rayonnement de quitter la terre. Les études récentes pour les régions alpines suisses montrent que dans les régions d'altitude supérieure à 1200 m, l'effet «réchauffement» est très important à long terme, et réduit l'effet de refroidissement de plus de 60%. L’impact positif de l'extension des forêts sur le climat est donc ainsi bien plus faible que ce que l'on attendait.
Notre projet de recherche montre que les relations entre les changements climatiques et les forêts de protection contre les avalanches sont extrêmement complexes. Si la forêt continue de s'étendre et de se densifier, elle protégera certes mieux à court terme contre les avalanches et les chutes de pierres, mais elle sera plus vulnérable aux incendies, aux scolytes et au vent. L'évolution des conditions météorologiques augmentera certainement à l'avenir ce risque d'incendies de forêt et d'attaques par les scolytes, mais les situations favorables aux avalanches en forêt seront plus rares. Des études complémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre ces interactions complexes.