Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
FR
EN
 

Compilation des connaissances 2.5.0
Végétation et forêts alpines





Impacts des changements climatiques sur la végétation alpine
Mise à jour : Février 2015


Reconstitutions paléoclimatiques

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes suisses – Valle di Sceru (Tessin) :
Les positions de la limite supérieure ddes arbres ne répondent pas instantanément au changement climatique ou aux perturbations anthropiques : par exemple, la position actuelle (2150-2200M d'altitude) est le résultat complexe des dynamiques environnementales depuis les derniers 150 ans. Des délais de 50-150 ans après le réchauffement du climat sont documentés dans les études paléoécologiques et de modélisation (e.g. Bugmann and Pfister, 2000). Considrant cela, on peut estimer que la limite potentielle naturelle des arbres pour le milieu du 20e siècle se situait entre 2250 et 2300m d'altitude.

D'après les datations radiocarbone des restes de souches de bois fossile de mélèze trouvées au front du glacier rocheux de et des observations géomorphologiques, climatologiques et géophysiques, les auteurs en déduisent que la limite supérieure des arbres lors de l'Optimum climatique Médiéval se trouvait environ 200m plus haut qu'au milieu du 20e siècle, ce qui correspond à une température moyenne estivale jusqu'à 1,2 ° C plus élevée qu'en 1950 AD. Considérant que les échantillons de bois ont été remaniés, l'altitude de la limite des arbres à la fin de l'Optimum Médiéval devait se trouver vers 2500m d'altitude.
 Interprétation paléoécologique de datations carbone 14 effectuées sur les restes de souches de bois fossile de mélèze (Larix decidua) trouvés au front du glacier rocheux de Piancabella en septembre 2005.

Scapozza & al. 2010 - A

Alpes suisses – Tourbière du Piano (Tessin):
A la tourbière du Piano (1439 m d’altitude), les forêts ont été dominées par Abies alba au cours de l'Holocène ancien (avant ca. 8000 cal. Une BP). L’effondrement brutal de A. alba à ca. 7800-7400 cal. BP a permis l'expansion de l'héliophile pionnier Betula. Les populations A. alba ont ensuite retrouvé leur abondance précédente dans les forêts. En tenant compte des incertitudes chronologiques de l’enregistrement, il est supposé qu’une combinaison unique d'années froides et humides entre 8400 et 7500 cal. BP a conduit à des conditions désavantageuses répétées meurtrières pour Abies. L’enregistrement des oscillations d’Abies est en bon accord biostratigraphique avec l’enregistrement qui a été utilisé pour définir l'événement froid "Misox" (Pian di Signano, 1540 m d’altitude), qui avait déjà été corrélé avec l’événement de 8200 ans cal. BP. Compte tenu des estimations de l'âge de l'effondrement d’Abies dans l’enregistrement bien daté, ces résultats suggèrent que des efforts supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le lien entre l’événement Misox et celui de 8200 ans cal. BP. Ils impliquent une grande sensibilité de la végétation de montagne, bien au-dessous de la limite supérieure des arbres (~ 800m), aux changements climatiques de l’Holocène d'environ 2°C de la température annuelle de l'air.
Des analyses de pollens sédimentaires, de charbons de bois et de plantes macrofossiles à haute résolution et précision suggèrent une forte modification de la composition de la végétation au cours de la transition entre le début et le milieu de l'Holocène à l’étage montagnard supérieur.

Valsecchi & Tinner 2010 - A

Régions méditerranéennes (Europe) :
Les auteurs font un bref rappel des conditions climatiques ayant déterminé la mise en place des écosystèmes forestiers méditerranéens, avec une attention particulière pour les derniers millénaires durant lesquels les déterminismes climatiques ont souvent été oblitérés par les perturbations de l’Homme.

L’histoire de la mise en place des écosystèmes méditerranéens à la fin du Tertiaire et de leurs fluctuations au Pléistocène et durant l’Holocène est esquissée. Il est montré que, dans l’actuel domaine sub-humide, les phases d’expansion des formations sclérophylles emblématiques des paysages méditerranéens ont été courtes au cours des différents interglaciaires. En Provence, leur développement depuis 5000 ans est corrélé à la fois avec une flexure climatique et avec des perturbations par l’Homme.

Les scénarios climatiques pour le XXIe siècle sont très pessimistes ; même s’ils comportent encore une part d’incertitude, il faut envisager de profonds bouleversements des formations végétales méditerranéennes et développer dès maintenant des stratégies d’accompagnement.
 
L’histoire de la mise en place des écosystèmes méditerranéens...
C’est seulement au cours du Pliocène, il y a 3,2 Ma, alors qu’un refroidissement sensible est enregistré dans les océans, que se sont mis en place le climat méditerranéen, avec son aridité estivale, et le développement des plantes sclérophylles à feuilles persistantes adaptées au stress estival (cf. travaux de l’équipe de J.-P. Suc). L’histoire de la mise en place des écosystèmes méditerranéens à la fin du Tertiaire et de leurs fluctuations au Pléistocène et durant l’Holocène montre que, dans l’actuel domaine sub-humide, les phases d’expansion des formations sclérophylles emblématiques des paysages méditerranéens ont été courtes au cours des différents interglaciaires. En Provence, leur développement depuis 5000 ans est corrélé à la fois avec une flexure climatique et avec des perturbations par l’Homme.

En Europe moyenne, les cycles de végétation des vrais interglaciaires (les phases chaudes initiales après les glaciations, dont la durée est de 15 000 à 20 000 ans selon les cycles) passent tous par la même série de cinq étapes : une étape pionnière avec dominance de pins et de bouleaux, une étape d’optimum avec le développement de chênaies mixtes et feuillus tempérés comme le charme, puis expansion d’essences montagnardes, hêtre et sapins, puis développement d’essences adaptées à des climats plus froids, épicéa et pins, puis entrée en glaciation et disparition des forêts. En régions méditerranéennes, cette dynamique est simplifiée, avec une ou deux phases d’optimum des sclérophylles, une permanence des chênaies décidues méditerranéennes, et enfin un rôle tardif plus ou moins discret du hêtre et des sapins. Les périodes d’expansion des sclérophylles sont dépendantes du cycle astronomique de la précession des équinoxes (cycles de 26 000 ans) et atteignent leur optimum lorsque ce paramètre détermine des périodes estivales particulièrement chaudes. Cette situation n’intervient que pendant une courte partie des interglaciaires, de sorte que dans la région méditerranéenne (au moins dans sa partie septentrionale) le succès des formations sclérophylles a été très limité dans le temps, y compris durant le présent interglaciaire.

Le dernier glaciaire a été une période dominée par les formations steppiques en région méditerranéenne. L’Holocène, qui a débuté il y a environ 11 000 ans, est précédé par une période transitionnelle de premier réchauffement, dite tardiglaciaire, entre 15 000 et 12 000 ans avant le présent : aux plus basses latitudes (Grèce, sud de l’Italie et de l’Espagne), les chênes décidus commencent à constituer de véritables forêts, associés en Espagne à des pinèdes et des boisements en chênes verts. Au contraire, dans le sud de la France, ce sont des boisements pionniers en pins qui s’étendent, alors que l’expansion des chênes est à peine perceptible. Provence et Languedoc étaient trop loin des refuges, ou bien les refuges étaient trop exigus pour générer une dynamique forestière, ou bien encore l’amélioration climatique n’avait pas atteint à ces latitudes un seuil permettant l’expansion des taxons thermophiles.

Après l’ultime mais très sévère coup de froid du Dryas récent, le climat se réchauffe très brutalement il y a 11 000 ans ; peu après, et jusqu’à – 6 000 ans nous avons connu un optimum climatique dont la première partie, entre – 10 000 et – 8 000, a été favorable au climat méditerranéen ; mais l’expansion des feuillus mésophiles masque les potentialités des xérophiles. La deuxième partie a connu un climat chaud plus humide, avec des températures moyennes annuelles supérieures d’environ 1° C à celles des années soixante. Ce climat humide a favorisé l’expansion du sapin dans nos montagnes méditerranéennes ; en Provence il est descendu dans l’étage collinéen et en Ligurie jusqu’au bord de la mer, ce qui suggère que les potentialités des sapinières méditerranéennes ne sont pas exprimées dans leur distribution actuelle, très probablement du fait de l’action de l’Homme.

Il y a environ 6000 ans, l’ensoleillement a commencé à diminuer sous nos latitudes et, au nord de la Méditerranée, on assiste au développement progressif de la chênaie verte et de formations sclérophylles. Ce phénomène a fait l’objet d’un débat acharné entre ceux qui l’ont interprété comme le témoignage d’une aridification du climat et ceux qui ont considéré que c’est la révolution néolithique et ses défrichements qui ont détruit les chênaies à chênes pubescents préexistantes et favorisé les sclérophylles. Des travaux portant sur des marqueurs climatiques indépendants de l’action de l’Homme, comme les variations des niveaux des lacs ont confirmé la flexure vers un assèchement, qui s’achève vers – 3 000 avec une phase plus humide qui va durer jusqu’à l’époque romaine. Mais il n’en demeure pas moins que l’Homme a aussi joué un rôle majeur dans la dynamique de mise en place des écosystèmes méditerranéens. Les phénomènes érosifs associés, bien identifiés en Provence (Jorda, 1985 ; Provençal, 1995 ; Magny et al., 2002 ), qu’ils soient déterminés par le changement du régime climatique ou par les déforestations, sont une cause d’accentuation de l’aridité physiologique favorable aux plantes supportant la sécheresse.

A l’échelle de l’Holocène, on voit donc que bien d’autres facteurs que les simples paramètres orbitaux modulent le changement climatique. Michel Magny (1993) en France et d’autres dans le monde ont montré le rôle des variations du flux de chaleur provenant du soleil et l’on sait qu’il y a d’autres facteurs aléatoires, comme les émissions de cendres volcaniques, qui peuvent perturber un système climatique terrestre dont la complexité du fonctionnement ne peut être évoquée ici (distribution de la chaleur par les courants océaniques et aériens, rôle de l’albédo, effets de feed-back variés).
Pour mettre en situation les changements observés dans les régions méditerranéennes depuis trois décennies et ceux attendus pour le XXIe siècle, une vision rétrospective est proposée.
L’histoire de la végétation tardi- et postglaciaire est connue par de très nombreux enregistrements (données polliniques, mais aussi charbons de bois) qui mettent en évidence une grande diversité de réponses aux changements climatiques depuis la fin de la dernière glaciation.
Il faut aussi souligner le rôle de refuge des péninsules méditerranéennes, pendant les glaciaires, pour les taxons médioeuropéens mésophiles et montagnards. Cela, bien entendu, en a fait des « hotspots » de biodiversité ; cela en a aussi fait le point de départ de la recolonisation forestière de l’Europe par ces taxons et particulièrement les essences forestières.
Plusieurs synthèses s’appuyant sur les données rassemblées dans l’European Pollen Database ont reconstitué les étapes de cette recolonisation pour les principales essences forestières.
[Voir références biblio. dans l’étude].

Beaulieu & Andrieu-Ponel 2008 - A

Alpes françaises du Nord – Maurienne et haute vallée de l’Arve :
En milieu de montagne, l'uniformisation potentielle de l'image pollinique par le brassage des masses d'air impose la localisation des études dans des aires restreintes écologiquement homogènes et le choix de sites enregistrant au mieux l'image de la végétation locale. C'est ainsi qu'a émergé la notion de massif clé, constitué de sites de faible dimension dans les différents étages de végétation et à différentes expositions. La synthèse des acquis s'effectue par intégration des résultats de proche en proche. Une revue des données des cinquante dernières années est passée au crible de cette méthodologie qui met en évidence une uniformisation artificielle de l'image des paléo-paysages et un biais dans les datations. Pendant l'Holocène, l'étage subalpin était plus diversifié et majoritairement boisé avec des espèces dont la limite supérieure était plus élevée qu'actuellement. La mise en évidence de diachronismes des évolutions des paysages liés au relief contrasté constitue l'apport fondamental de cette méthodologie.
 
Détails...
En montagne l'étude de sites étagés dans un massif permet de pallier l'homogénéisation potentielle des spectres polliniques et de suivre les évolutions altitudinales des écotones et notamment celles de la limite supérieure des arbres. Les différents exemples présentés illustrent la capacité de la méthodologie des massifs clés à mettre en évidence les variations locales du couvert végétal. Elle s'avère particulièrement utile dans les approches pluridisciplinaires notamment quand il s'agit d'évaluer l'impact local des activités anthropiques sur l'environnement. Le développement de cette méthodologie permet d'aborder la reconstruction des paléo-paysages pendant l'Holocène, qui s'avèrent beaucoup plus diversifiés dans l'étage subalpin (qui de nos jours est majoritairement constitué de landes et pelouses) et majoritairement boisé avec des espèces dont la limite supérieure était plus élevée qu'actuellement.

La comparaison des enregistrements polliniques de deux sites de Maurienne, Pré Bérard (2020 m) et Plan des Mains (2080 m), met en évidence le rôle qu'ont pu jouer certains taxons généralement sous estimés en raison de leur faible représentation pollinique et la différence d'enregistrements polliniques dans deux sites proches. Le site de Pré Bérard montre un peuplement mixte et original de sapins érables et aulnes entre 7,5 et 5,5 ka. Les taux proches de 10% pour les érables sont inhabituellement élevés pour ce taxon dans cette région. L'étude conjointe des macrorestes a montré que d'autres taxons tels que peupliers, sorbiers voire aulnes ont pu être sous estimés dans les diagrammes polliniques. Les peuplements ligneux constitués d'érables et sapins régressent en premier. La présence de charbons indique que cette régression est consécutive à des incendies qui en se rapprochant du site affectent ensuite les aulnes. Ces événements favorisent un développement exceptionnel des bouleaux marqué par un retour de taux polliniques élevés équivalents à ceux indiquant la colonisation par le bouleau de cette tranche altitudinale au début de l'Holocène. On enregistre dans ce site un développement moindre du pin cembro par rapport au site du Plan des Mains où les stomates sont enregistrés de façon discontinue dans la séquence sédimentaire et montrent le maintien d'une cembraie sur plusieurs millénaires.

Dans la vallée de l’Arve, la sédimentation organique dans l'étage subalpin débute également au début de l'Holocène, autour de 10 000 BP dans le site le plus élevé (Survilly 2230 m). De plus l'enregistrement des premiers stomates de pins vers 8900 BP confirme le schéma général de l'installation des pins à l'Holocène dans l'étage subalpin des Alpes françaises. L'analyse comparée des diagrammes polliniques des deux sites montre une évolution semblable tendant au recul des arbres. Néanmoins ce recul des arbres (P. cembra) permet un établissement plus précoce des pelouses peu après 4600 ans BP en altitude à 2235 m. À plus basse altitude (Écuelles 1850 m), les arbres reculent au profit des aulnes verts entre 3900 et 3700 ans BP alors que ce n'est que vers 1960 ans BP que l'on observe une rétraction des aulnaies au profit des pelouses actuelles. Le développement des brousses subalpines à aulne vert constitue dans cette zone une étape intermédiaire de la déforestation intense menant aux pelouses subalpines. De plus les taux de l'épicéa dans les deux sites sont faibles (inférieurs à 20 %) alors que dans des sites voisins à altitude équivalente les taux dépassent les 70 %. Cela montre que l'épicéa n'a jamais pu s'installer en peuplements denses autour des sites étudiés. La localisation actuelle des quelques arbres sur des falaises inaccessibles montre qu'il n'y a pas d'obstacle écologique à la croissance de ces arbres et confirme l'origine anthropique du retrait des arbres et l'intensité de la déforestation dans cette zone localisée.
Ce travail rappelle dans un premier volet les contraintes méthodologiques incontournables pour la reconstitution des paléo-paysages à partir de l'analyse pollinique et dans un second volet une synthèse des acquis dans les Alpes françaises.

Les résultats présentés montrent la diversité des paysages anciens de l'étage subalpin actuellement dominé par les pelouses. Ils résultent d'une première étude de deux sites en Maurienne Pré Bérard (2020 m) el Plan des Mains (2080 m) et d'une seconde étude de deux sites en haute vallée de l'Arve, Survilly (2230 m) et Écuelles (1980 m) (programme ANR Pygmalion en cours). En Maurienne, l'analyse pollinique a été complétée par une analyse de macrorestes et la chronologie est étayée par onze datations AMS. En Haute-Arve, la chronologie est étayée par quatorze datations AMS. [Voir références biblio. dans l’étude] .

David 2008 - P

Alpes :
Comme les reconstructions des fluctuations holocènes de la limite des arbres reflètent les dynamiques locales passées, les comparaisons entre les sites sont nécessaires pour évaluer les évolutions de plus grande échelle qui pourraient être liés aux changements climatiques. Les comparaisons entre des stratigraphies de pollens et de macrofossiles dans les Alpes suisses et italiennes ont permis la détection de phases chaudes (sèches) et de phases froides (humides) (Wick et Tinner, 1997) qui sont en accord avec les fluctuations du niveau des lacs dans l’avant-pays des Alpes (CE -l à CE- 8, Haas et al., 1998) et les oscillations des glaciers. L'analyse des pollens et des macrofossiles de dépôts de lacs et de marais le long de transects altitudinaux permet la reconstruction des fluctuations de la limite des arbres au cours de l'Holocène (Tinner et Theurillat, 2003). Ces reconstitutions montrent que les positions de la limite des forêts et de la limite des arbres ont fluctué dans une fourchette de 100-180 m au cours de l'Holocène et que la limite des arbres a occupé sa limite supérieure (environ 180 m plus élevée qu'aujourd'hui) pendant la période 10 000-6000 cal. BP. D’importants dépérissements de la végétation à la limite des arbres se sont produits pendant les périodes froides (humides) (CE -l à CE- 8 ainsi que pendant le petit âge glaciaire). Un abaissement important de la limite des arbres s’est produit de 8200 à 7500 cal. BP (CE-3), avec deux minima à 8000 et 7600 cal. an B.P. (sites de Gouillé Rion et Lengi Egga). Après 6,000-5,000 cal. BP, la limite forestière et la limite des arbres ont progressivement diminué d'environ 180 m et 300-400 m, respectivement. La régression des zones densément boisées (limite des forêts) dans les Alpes au cours des 5000 dernières années a été principalement causée par l'impact humain, tandis que l’évolution de la limite des arbres donne une estimation plus réaliste de l'influence climatique. En supposant des gradients thermiques constants de 0,7 ° C / 100 m, il est possible d'estimer la gamme des oscillations de température holocènes dans les Alpes à 0,8-1,2°C entre 10 500 et 4000 cal. BP, lorsque les températures moyennes (estivales) étaient environ 0,8-1,2°C plus élevées qu'aujourd'hui. Après 4000 cal. BP, les températures d'été se sont ensuite abaissées jusqu’à des valeurs comparables à celles du XXe siècle.

Monde :
L’évolution générale des fluctuations holocènes de la limite forestière dans les Alpes est semblable à celle reconstruite pour les sites scandinaves. En outre, les données de datation radiocarbone sur macrofossiles dans la Cordillère nord-américaine sont en général en accord avec les enregistrements européens qui indiquent que la limite des arbres était plus élevée qu'aujourd'hui au cours du début au milieu de l'Holocène et suggèrent que l’événement de 8200 ans BP peut également avoir eu un impact sur les limites des arbres alpines dans l'ouest de l'Amérique du Nord.
Les limites forestières sont des zones de transition sensibles au climat entre des forêts denses et des communautés végétales de prairies alpines, polaires ou sèches. Dans la plupart des cas, des seuils de température et de précipitations déterminent si un site est dénudé ou non. Cependant, de nombreux autres facteurs, comme le type de végétation, le type de sol, la couverture neigeuse, la topographie et le vent peuvent localement co-déterminer la limite de croissance des arbres.
La sensibilité climatique des limites forestières a suscité beaucoup d'efforts sur la reconstruction des positions passées de la limite forestière afin de quantifier les changements climatiques durant l’Holocène. L'intérêt de la méthode pour la paléoclimatologie réside principalement dans deux facteurs : (a) les études de limite forestière ont une résolution spatiale locale ou régionale et fournissent donc des informations précieuses sur les changements climatiques des sites montagneux ou polaires, et (b) si elles sont combinées avec des indicateurs environnementaux indépendants (par exemple, les isotopes de l'oxygène comme proxy climatique), les études de la limite des arbres peuvent donner un aperçu des réponses de la biosphère aux changements environnementaux rapides.
Les fluctuations de la limite des arbres peuvent être reconstituées en utilisant différentes approches. L'analyse des pollens, des stomates, des macrofossiles et des mégafossiles (y compris les cernes des arbres) sont les méthodes les plus importantes. En outre, l'analyse des charbons, du sol et des phytolithes peuvent être appliquées pour déterminer les positions maximales de la limite des arbres
.

Reasoner & Tinner 2008 - E

Alpes françaises :
Les données paléoécologiques (pollen, stomates, macrofossiles) mettent en évidence l’existence passée de cembraies denses entre 2000 et 2250 m d’altitude, à la fois dans les Alpes du Sud et du Nord (cf. Figure). Ces peuplements, suffisamment fermés pour filtrer l’apport pollinique régional, se seraient constitués entre 6500 et 6000 cal. BP pour ne régresser qu’avec les défrichements anthropiques de l’époque romaine. Leur développement apparemment simultané à l’échelle des Alpes françaises internes est difficilement conciliable avec un processus migratoire, et indiquerait plutôt une élévation de la limite supérieure des forêts à partir d’éléments déjà présents. L’étendue géographique de la zone concernée permet de supposer un contrôle climatique de ce phénomène. L’élévation de la limite forestière pourrait être attribuée à une hausse des températures, tandis que l’expansion de Pinus cembra traduirait plutôt une augmentation de la fréquence des incendies, un assèchement du climat et/ou l’immigration de son disséminateur, le casse-noix moucheté.
Les cembraies disparaissent entre 2430 et 2060 cal. BP dans les quatre sites septentrionaux, sous l’influence des activités anthropiques qui morcellent les boisements d’altitude. Cette ouverture des écosystèmes forestiers se révèle favorable aux pelouses et prairies alpines, qui s’étendent alors dans l’étage subalpin. La régression des écosystèmes forestiers d’altitude s’accompagne par ailleurs du développement des formations secondaires de Larix decidua et Pinus uncinata au sein de l’étage subalpin inférieur.
La comparaison des six diagrammes polliniques met également en évidence des différences entre, d’une part, les quatre sites septentrionaux et, d’autre part, les deux méridionaux. Tandis que les premiers montrent une fermeture du milieu vers 6500–6000 cal. BP, les seconds témoignent d’une continuité dans la structure de la végétation locale à l’échelle de l’Holocène : forêts denses au vallon de Provence et ouvertes au lac des Lauzons. Ces deux sites ont en outre enregistré la présence locale d’Abies à plus de 2000 m d’altitude (peuplement dense au vallon de Provence et occurrence isolée au lac des Lauzons), ce qui suggère un gradient d’étagement des formations végétales entre le sud et le nord des Alpes françaises. Le lac des Lauzons, enfin, révèle l’hétérogénéité passée de la structure et de la composition de la limite supérieure des arbres, probablement liée aux conditions stationnelles (exposition, topographie...).
L'interprétation des données polliniques en termes de structure et de répartition spatiale de la végétation est généralement limitée par deux facteurs principaux : (1) l'homogénéisation de la pluie pollinique dans une zone géographique élargie, et (2) la capacité variable du site à piéger le pollen, qui dépend notamment de sa taille et de la structure de la végétation environnante. Cependant, les caractéristiques particulières de données paléoécologiques peuvent être utilisées pour intégrer ces paramètres locaux : certains taxons, caractérisés par une faible production et dispersion du pollen (Acer, Abies, Larix), traduisent fidèlement la végétation locale, et la richesse de l'enregistrement pollinique peut révéler l'action filtrante de la couverture végétale locale. L'influence de la structure de la végétation sur l'enregistrement pollinique a déjà été mise en évidence dans l’étage subalpin de la partie interne des Alpes du Sud françaises, en relation avec les activités humaines. L'étude de sites à la transition entre les étages subalpin et alpin est susceptible d'informer sur les variations naturelles de la limite supérieure des forêts. Six sites (‘Plan des Mains’, ‘Pré Bérard’, ‘La Soie’, ‘Cristol’, ‘Lac des Lauzon’ et ‘Vallon de Provence’), situés entre 2020 et 2250 m d'altitude à la fois dans les Alpes du Sud et du Nord, sont comparés.

Muller & al 2006 - A

Alpes autrichiennes – Vallée de Kauner (Alpes de l'Ötztal) :
L'altitude de la limite des arbres alpine a souvent été utilisée comme proxy pour les conditions climatiques à l'Holocène. L'approche habituelle pour établir un enregistrement pour ce proxy est l'analyse des pollens et des macro-restes végétaux. Des arbres vivants et des macro-restes subfossiles de l'écotone de la limite des forêts ont été analysés dans la partie interne de la vallée de Kauner dans les Alpes centrale afin d'assembler un enregistrement dendrochronologique de la limite des arbres à l’Holocène. Les conclusions de cette étude sont les suivantes :
1. L'analyse de la variabilité de la limite des arbres actuelle (dernier 200 ans environ) montre une position très basse suite à la détérioration du climat au milieu des années 1810. Après 1860 environ, l'altitude à la fois de la limite des forêts (espèces arborées) et de la limite des arbres (individus isolés) a augmenté graduellement d'environ 65 m jusqu'en 1980.
2. Le pin cembro (Pinus cembra L.) s’est installé sur des sites au-dessus de la limite des arbres du 20ème siècle pendant de longues périodes au début et au milieu de l'Holocène. Des arbres individuels âgés jusqu'à 350 ans indiquent de longues périodes avec des conditions favorables pour la croissance des arbres. La présence d'une position de la limite des arbres au-dessus de l'altitude de la limite des arbres de 1980 est presque continue pour la période comprise entre env. 7100 et 2100 avant JC.
3. L'Holocène tardif (après environ 2000 ans avant JC) ne contient que quelques périodes de croissance des arbres au-dessus de la position de la limite des arbres de 1980. Cependant, aussi bien les effets de l'impact humain documentés par des lacunes répétées dans la réplication de l'échantillon et l'effet de la variabilité du climat ne peuvent être distingués.
4. Généralement, les enregistrements glaciaires holocènes et l’enregistrement dendrochronologique de la limite des arbres montrent une variabilité correspondante en raison de forçages similaires. Cependant, au cours de certaines périodes, les avancées glaciaires ne correspondent pas à des positions basses de la limite des arbres, suggérant une modification du forçage climatique de ces oscillations glaciaires. Une augmentation des précipitations hivernales pourrait être la cause de certaines différences dans ces enregistrements.
5. Les températures estivales observées après l'an 1980 vont conduire à une position plus élevée de la limite des arbres actuelle. Toutefois, les valeurs des températures actuelles sont encore au-dessous du niveau des températures estivales déduites des macro-restes subfossiles pour de longues périodes au début et au milieu l'Holocène.
Dans la haute vallée de Kauner, les changements actuels de la limite de croissance des arbres ont été étudiés sur un site et des macro-restes subfossiles (branches, racines et autres restes d’arbres) ont été échantillonnés dans cinq sites supplémentaires afin d'explorer l’évolution passée de la limite des arbres dans ce secteur. Des données comprenant l'âge et la hauteur de pins cembro (Pinus cembra L.) vivants ont été prélevés sur un site. Des éléments de 170 macro-restes (logs) subfossiles de pin cembro provenant de cinq autres sites ont été analysés et datés. Outre l'utilisation de l'analyse dendrochronologique, la datation au radiocarbone a permis d'obtenir l'âge de certains logs. Pour la plupart des échantillons, les auteurs ont pu fournir des dates dendrochronologiques (datation avec une précision de 1 an, jusqu’à 5125 avant JC) ou des dates obtenues par la technique du wiggle matching (entre environ 7100 et 5040 avant JC, précision de la datation avec une probabilité de 95% : ± 7 ans).

Nicolussi & al 2005 - A

Alpes :
Selon des études quantitatives récentes sur les assemblages de chironomides, l'optimum climatique Holocène a été atteint dans les Alpes vers 6500 cal. BP (années calendaires "before present", c.a.d. 1950 AD), quand les températures étaient environ 1,3-1,5°C plus chaudes qu'aujourd'hui. Ces résultats sont supportés par les études de la limite supérieure alpine de la forêt, et l'on suppose que les conditions climatiques générales à cette époque étaient légèrement plus continentales qu'aujourd'hui. Les enregistrements tardiglaciaires et holocènes suggèrent que des changements de végétation à grande échelle se sont produits dans les Alpes quand les variations de température ont excédé 1,5-2°C. Les changements de températures ont été souvent accompagnés par des variations dans les précipitations.
 
Détails...
La distribution de la végétation reconstruite dans les Alpes à ca. 6500 BP est remarquablement différente d'aujourd'hui et remet en cause certaines "des croyances" écologiques qui ont été tirées des distributions présentes. Par exemples, les études paléoécologiques récentes montrent que Abies alba (le sapin blanc, l'arbre le plus grand d'Europe, d'une hauteur de ~70 m) était capable de co-dominer des peuplements situés entre 200m d'altitude dans les Alpes du Sud et 1900m dans les Alpes du Nord sous des températures de juillet reconstruites entre respectivement ~24° et 10°C. Au contraire, les observations actuelles impliquent que cette espèce n'est compétitive que sur des sites avec des moyennes de juillet d'environ 18°-13°C. Les résultats paléoécologiques suggèrent que la répartition géographique resserrée d'aujourd'hui est en grande partie déterminée par les perturbations (particulièrement par le feu). Les nouveaux résultats paléoécologiques suggèrent que de nombreux types de végétation dans les Alpes ont répondu par des déplacements (vulnérabilité) ou des ajustements au cours des derniers 6500 ans, tandis que seulement quelques-uns ont montré un comportement résilient sur de telles longues durées.

Sur la base des exemples cités dans l'étude, il est difficile de répondre définitivement à la question de savoir si certaines communautés sont plus vulnérables que d'autres au changement climatique et à l'impact anthropique. Dans les Alpes, la plupart des perturbations depuis ca. 6000 cal. BP ont été d'origine humaine, et il y a des indices selon lesquels le feu a été l'agent décisif. Dans ce contexte, il est intriguant que l'espèce la plus vulnérable ait été Albies alba. Parmi toutes les espèces d'arbres, il a subi les plus grandes pertes de surface dans les Alpes occidentales au cours des derniers 6500 ans. Cette espèce est très sensible au feu et sujette à un broutage intense pendant l'hiver. C'était aussi le bois de construction le plus prisé pour la construction. Cependant, d'autre taxons sensibles au feu (e.g. Tilia, Ulmus, Fraxinus) ont été aussi fortement réduits, causant des déplacements de communautés entières. Au contraire, les communautés les plus résilientes étaient situées dans les vallées alpines internes longitudinales (forêts de Pinus sylvestris-Quercus-Betula, Pinus cembra-Larix-Betula). À cause du régime climatique sec, ces communautés continentales sont naturellement plus propices au feu que leurs homologues océaniques au nord et au sud des Alpes. Certains des taxons dominants (e.g. Pinus sylvestris and Quercus) ont des stratégies élaborées pour survivre aux dommages causés par le feu. Ainsi, en plus de la persistance d'un climat continental dans les vallées intérieures des Alpes, la résistance à la combustion pourrait avoir contribué à maintenir ces communautés pendant des milliers d'années.

Il y a 6500 ans, le climat des Alpes Européennes était probablement 1,5°C plus chaud qu'aujourd'hui, et sur la plupart des sites, la végétation était assez différente de celle des communautés végétales modernes. La plupart des différences sont mieux expliquées par l'influence anthropique au cours des divers intervalles de temps que par les changements du climat. L'activité humaine a produit des niches de végétation peu compétitive. En raison de telles niches, il semble que la végétation moderne des Alpes est en partie en déséquilibre avec le climat. En même temps, des changements sociétaux et d'utilisation des sols marqués se sont produits au cours des derniers 50 ans, ce qui fait que la végétation forestière n'est plus non plus en équilibre avec les activités humaines.
Synthèse bibliographique : Les auteurs résument quelques cas d'étude sur les effets du changement climatique et des perturbations sur la végétation des Alpes occidentales au cours de l'Holocène [voir références dans l'étude]. Pour caractériser les principaux modes de réponse de la végétation, ils utilisent trois classes de comportement écologique : la "résilience", "l'ajustement", et "la vulnérabilité".

Tinner & Ammann 2005 - A

Alpes suisses – Lac de Gouillé Rion (Valais) :
Les communautés de plantes alpines (par exemple avec Salix herbacea) se sont établies à 11 600-11 500 ans cal. BP, lorsque les enregistrements isotopiques de l'oxygène ont montré que les températures ont augmenté de c. 3-4°C en quelques décennies. Des mélèzes (Larix decidua) ont atteint le site vers 11 350 ans cal. BP, probablement en réponse à un réchauffement de 1-2°C. Des forêts dominées par L. decidua ont persisté jusqu'à 9600 ans cal. BP, lorsque le pin cembro (Pinus cembra) est devenu plus important. La domination du mélèze depuis deux millénaires s'explique par la sécheresse estivale, et peut-être par les basses températures hivernales, qui l’ont favorisé par rapport au pin cembro. Les conditions environnementales sont le résultat des variations de l'orbite terrestre, conduisant à un maximum de rayonnement solaire en été et à un minimum en hiver. D’autres espèces héliophiles et adaptées à la sécheresse telles que la dryade à huit pétales (Dryas octopetala) et le genévrier nain (Juniperus nana) ont pu persister dans les forêts de mélèzes ouvertes, mais étaient hors-compétition lorsque le pin cembro, tolérant l'ombre, s’est propagé. L'importance relative du mélèze a diminué au cours des périodes d’amoindrissement du rayonnement solaire à 11 100, 10 100 et 9400 ans cal. BP. Des concentrations stables de L. decidua indiquent que ces oscillations du pourcentage ont été causées par des augmentations temporaires de Pinus cembra, Dryas octopetala et Juniperus nana, qui peuvent s'expliquer par l'augmentation de l'humidité et/ou la diminution de la température estivale. L'effondrement final du mélèze à 8400 ans cal. BP est possiblement lié au refroidissement climatique abrupt consécutif de la grande débâcle d'eau de fonte dans l'Atlantique Nord. De même, l'exclusion temporaire du pin cembro à la limite supérieure des arbres à 10 600-10 200 ans cal. BP est peut être liée à un ralentissement de la circulation thermohaline à 10 700-10 300 ans cal. BP. Les résultats montrent que la végétation à la limite supérieure des arbres était en équilibre dynamique avec le climat, même pendant les périodes de changement climatique extraordinairement rapide.
The Early Holocene sediment of a lake at tree line (Gouillé Rion, 2343 m a.s.l.) in the Swiss Central Alps was sampled for plant macrofossils. Thin (0.5 cm) slices, representing time intervals of c. 50 years each from 11 800 to 7800 cal. year BP, were analysed and the data compared with independent palaeoclimatic proxies to study vegetational responses to environmental change.

Tinner & Kaltenrieder 2005 - A

Alpes françaises du sud – Vallée de l’Aigue Agnelle (Queyras) :
Dans la vallée Aigue Agnelle, entre 2200 et 2300 m d'altitude, plusieurs gisements de travertin sont présents. Certains, contenant des empreintes de feuilles et cônes de pin, ont été datant du début de l'Holocène. D'autres contenant des fragments de charbon de bois et datant de l'Holocène moyen ont également été trouvés. L'étude des empreintes de plantes et de charbon au sein de ces travertins a permis de reconstituer la dynamique de la végétation de cette vallée. Quatre phases ont été reconnues dans la dynamique de la végétation. Au cours de l'Holocène (9800 BP), le pin à crochets (Pinus uncinata) a colonisé la région, avec le bouleau (Betula cf. pubescens) et le tremble (Populus tremula). Cette végétation pionnière semble avoir été remplacée par une autre, dominée par le pin cembro (Pinus cembra) en raison du réchauffement climatique (ca. 7600 BP). Le milieu de l'Holocène (ca. 5600 BP) a été marqué par la régression de Pinus cembra corrélée avec le développement du mélèze / de l'épicéa (Larix / Picea), (probablement Larix decidua). Cette dynamique végétale pourrait être la conséquence de perturbations naturelles par le feu, mais les auteurs ne rejettent pas la possibilité d'une origine anthropique. Larix / Picea ont dominé à ca. 2900 B.P. et 1700 B.P., tandis que Pinus cembra était rare. Cette dynamique de la végétation est en corrélation avec le développement d’établissements humains semi-permanents dans le massif à partir de l'âge du bronze, qui a induit une exploitation intensive de la forêt, puis a favorisé la propagation de Larix / Picea.
Cette étude basée sur l'analyse d’empreintes végétales et de fragments de charbon de bois piégés dans des dépôts de travertin vise à démontrer que ces formations calcaires, abondantes dans les Alpes françaises et contenant des restes temporellement stratifiés de plantes locales, sont importants pour caractériser l'organisation subalpine de végétations ligneuses à l'échelle locale ou microrégionale et pour discuter des réponses de la végétation aux fluctuations climatiques et aux perturbations par le feu. Les travertins étudiés sont situés sur le versant sud de la vallée de l’Aigue Agnelle. Deux formations ont été distinguées : la formation Tioures 1 (2 200 m d'altitude), enfermant des cônes et des empreintes de feuilles, et la formation Devez (2300 m d'altitude), contenant des restes de charbons.

Ali & al 2004 - A

Europe :
Le trait de végétation le plus caractéristique de cette période [Optimum Climatique] a été la diffusion des noisetiers sur a plupart du continent européen. Successivement, de nouvelles oscillations froides ont suivis le Sub Boréal et le Sub Atlantique. La première, connue sous le nom de « Oscillation de Piora », est survenu peu de temps après l’Optimum Climatique et a provoqué, dans les environnements alpins, la disparition de la forêt d’épicéa qui a été remplacée par des prairies ouvertes.
 

Bertolini & al 2004 - A

Alpes françaises du sud – Vallée de la Haute Ubaye (Alpes-de-Haute-Provence) :
L'histoire palynologique de la végétation postglaciaire de l'Ubaye peut être subdivisée aisément en deux périodes d'inégale durée :
 
(1) Un «premier postglaciaire» ou «Holocène s.l.» qui s'achève vers la transition Atlantique-Subboréal (Néolithique final) et se caractérise par le développement naturel, bioclimatique de la végétation forestière amorcée dès le Tardiglaciaire, qui atteint son apogée au cours de l'Atlantique, il y a 5 ou 6000 ans.
On observe en particulier : la précocité de la reconquête forestière à basse et moyenne altitude dès le Boiling-Allerod ; la prospérité des pineraies jusqu'au cœur de la période atlantique malgré le développement des essences mésophiles à l'étage collinéen régional (chênaie caducifoliée) ; l'essor tardif et modeste de la sapinière (deuxième moitié de l'Atlantique) qui souligne la xéricité relative affectant comme aujourd'hui, la zone intra-alpine.
Dans le bassin de Barcelonnette, la limite supérieure de la forêt claire subalpine (pins cembro et premiers mélèzes) atteint alors son altitude la plus élevée au cours de «l'optimum bioclimatique holocène».
 
(2) Un «deuxième postglaciaire» couvre les quatre ou cinq derniers millénaires et correspond au peuplement et à l'anthropisation d'abord discrète puis définitive de la zone intra-alpine.
Dans le bassin de Barcelonnette, les premiers indices palynologiques d'une intervention humaine sur le couvert forestier apparaissent tardivement au cours de l'âge du Bronze, avec un accroissement du pourcentage des pollens d'herbacées et notamment des plantes favorisées par les activités agropastorales (graminées, plantain, armoises...). Il semble que la fréquentation humaine concerne beaucoup plus alors les étages supérieurs que la moyenne montagne. C'est ainsi que le diagramme du lac du Marinet –dont le site est demeuré en permanence au-dessus de la limite forestière postglaciaire– enregistre un essor des plantes liées au pastoralisme (chénopodiacées notamment) et des apports de pollens d'espèces buissonnantes (alnus viridis, juniperus) qui reflètent sans doute la dégradation anthropique de la marge supérieure de la forêt subalpine. Le phénomène est confirmé par les diagrammes polliniques de la région de Barcelonnette où l'on observe un recul important du pin cembro et un léger essor du mélèze, essence de lumière qui a dû profiter des espaces nouvellement défrichés.
Le développement de la pression anthropique s'affirme à tous les étages au cours de l'âge du Fer, conformément à ce que l'on observe dans l'ensemble de la chaîne alpine. À l'étage subalpin (tourbières de la Clapouse et des Terres Plaines) la dégradation de la couverture forestière s'amplifie et l'on assiste à un abaissement sensible de la limite supérieure des forêts au bénéfice des pelouses pâturées. Les tourbières enregistrent aussi l'impact des défrichements qui affectent nettement cette fois les étages inférieurs de la vallée, notamment l'étage montagnard (forte régression de la courbe du sapin). L'essor du peuplement et de la mise en valeur agropastorale est souligné par l'apparition de la courbe continue des céréales (La Clapouse).
Les diagrammes polliniques ne révèlent pas une aggravation sensible de la pression humaine au cours de la période romaine. Il faut attendre en définitive le Moyen Âge pour voir se dérouler la seconde grande phase de défrichements associée au puissant essor démographique qui caractérise alors la montagne sud alpine et trouve son apogée au début du XIVe siècle. On observe alors dans les diagrammes polliniques une profonde régression des essences arborescentes, la réapparition des espèces arbustives steppiques peu exigeantes (dégradation érosive des sols) alors que la courbe des céréales est proche de son maximum historique. Ces faits sont à relier à l'essor de l'économie agropastorale et de la transhumance.

En conclusion, c'est un héritage écologique largement entamé que le Moyen Âge cède à l'Époque moderne et contemporaine.

[Ainsi,] au cours des quatre derniers millénaires, la dégradation progressive de la couverture forestière a abouti peu à peu à la remise en cause des équilibres écologiques lentement élaborés au cours de la période antérieure. Il en est résulté une fragilisation globale des géosystèmes dont témoigne l'évolution morphodynamique postglaciaire [Cf. 'Erosion', 'Glissements superficiels', 'Crues et laves torrentielles'].
Les auteurs font le bilan de leurs connaissances à partir de la géomorphologie et de l'archéologie de ces milieux montagnards.

Les résultats des prospections des géomorphologues et des archéologues sont comparés point à point pour essayer de comprendre les différentes phases du peuplement préhistorique, historique, médiéval et moderne et leurs interactions avec le milieu montagnard.

Ils démontrent l'impact des activités anthropiques dès l'apparition de l'homme dans ces paysages instables et malmenés par les aléas climatiques.

Les analyses des données palynologiques s'appuient sur les diagrammes polliniques de tourbières d'altitude de la région de Barcelonnette ; la tourbière du col de Vars, celle du lac du Marinet situé dans le massif du Chambeyron, à quelques kilomètres du site des Oullas et à la même altitude. [Voir références dans l’étude]

Müller & al 2004 - A

Alpes suisses (Valais) :
L’analyse des pollens et des macrofossiles a révélé que les forêts de Pinus cembra-Larix decidua près de la limite des arbres étaient plutôt fermées entre 9000 et 2500 avant JC (9600-4000 14C BP), lorsque les fluctuations de la limite forestière ont eu lieu dans une bande 100-150 m au-dessus de la limite des arbres actuelle. L’écocline de la limite des arbres au-dessus de la limite des forêts a été caractérisée par l'apparition d’une diversité d'arbres, d'arbustes, de buissons nains et d’espèces herbacées, mais il ne comprenait pas une gamme d’altitude de plus de 100-150 mètres. La limite supérieure atteinte par la limite des forêts et la limite des arbres au cours de l'Holocène était d’environ 2420 et 2530 m, respectivement, soit environ 120 à 180 m plus haute qu'aujourd'hui. Entre 3500 et 2500 avant JC (4700-4000 14C BP), la limite des forêts s’est progressivement abaissée d’environ 300 m, tandis que la limite des arbres s’est abaissée de seulement 100 m environ. Ce changement a conduit à un élargissement de la bande altitudinale de l’écocline de la limite des arbres (d’environ 300 m) après 2500 avant JC (4000 14C BP). Au-dessus de l’écocline de la limite des arbres, des prairies naturelles dominées par des arbustes nains et des espèces herbacées sont présentes depuis au moins 11 000 ans cal. Dans ces prairies, les espèces d'arbres et d'arbustes hauts (>0.5 m) n’ont jamais joué un rôle majeur. Ces résultats soutiennent l'hypothèse classique d'un écocline étroit avec des limites supérieures des forêts et des arbres plutôt abruptes et impliquent que les communautés alpines sans arbres d'aujourd'hui dans les Alpes sont à proximité d'un état naturel
.
Des pollens et des macrofossiles ont été analysés sur deux sites au-dessus de la limite supérieure des arbres actuelle dans les Alpes de Suisse centrale (Gouillé Loéré, 2503 m d'altitude, et Lengi Egga, 2557 m d'altitude) pour tester deux hypothèses contrastées sur la formation naturelle de la limite des arbres (la limite supérieure de la forêt dense) dans les Alpes. Les pollens (pourcentages et apports), les stomates, et les charbons de bois peuvent être utiles pour déterminer si oui ou non un site était dénudé. Néanmoins, une reconstitution fiable et détaillée de la végétation locale passée à proximité et au-dessus de la limite des arbres est mieux assurée grâce à l'inclusion de l'analyse macrofossile.

Tinner & Theurillat 2003 - A

PréAlpes fribourgeoises :
Au cours du Tardiglaciaire et de l'Holocène dans les PréAlpes fribourgeoises, les changements du couvert végétal sont associés aux oscillations du climat d'une part, mais également au développement de sociétés humaines. Des variations de la limite de végétation et de sa composition ont été mises en évidence durant cette période.
L’extension des surfaces forestières est à son apogée entre 10 000 et 7 000 an cal. BP pour la Suisse.
 

Dapples 2002 - T

Région Méditerranéenne :
Les corrélations entre les enregistrements du niveau des lacs et de l'activité fluviale dans la région de la Méditerranée occidentale et les enregistrements paléohydrologiques du nord de l'Afrique et d'Europe centrale suggèrent une distinction, dans la région Méditerranéenne occidentale, entre une période au début de l'Holocène marquée par des conditions plus froides et plus humides qu'à présent, favorables aux arbres caducifoliés tempérés, et, après 5000 BP, une période plus tardive avec un climat plus chaud et plus sec à l'Holocène supérieur. Cette seconde phase a été favorable à l'extension des arbres sclérophylles à feuille persistantes, possiblement renforcée par les activités humaines. Ces deux périodes successivs au cours de l'Holocène reflètent les changementsdans l'ensoleillement estival induits par les variations de l'orbite terrestre. En outre, surimposées à cette tendance climatique générale, des oscillations climatiques séculaires ont ponctué l'ensemble de la période holocène. Des phases de diminution de l'activité fluviale se sont produites vers 11 500, 10 500, 9000, 7000, 4000, 3000, 2000 et 800 cal BP. Ces baisses coïncident avec l'abaissement du niveau des lacs dans le Jura et le retrait des glaciers dans les Alpes, et pourraient avoir été associées à une expansion temporaire des arbres sclérophylles. Ce motif général pourrait avoir résulté d'un déplacement alternativement vers le sud et vers le nord du courant-jet atlantique.
 
Détails...
L'enregistrement en Europe moyenne des changements du niveau des lacs dans les montagnes du Jura, des Préalpes du Nord françaises et du Plateau Suisse indique que l'ensemble de l'Holocène s'est caractérisé par une alternance de phases de niveaux lacustres plus hauts ou plus bas. Un synchronisme d'ensemble des fluctuations du niveau des lacs avec les variations altitudinales de la limite des arbres et l'extension des glaciers dans les Alpes suisses et autrichiennes [voir références dans l'étude] suggère qu'elles reflètent les changements climatiques.

À partir des rapports polliniques entre les taxons caducifoliées à larges feuilles et sclérophylles à feuilles persistantes et de la comparaison entre les spectres polliniques modernes et fossiles, Jalut et al. (2000) ont fourni une réinterprétation des données palynologiques distribuées du sud-est de l'Espagne au sud-est de la France. Ils ont conclu que dans la région Méditerranéenne occidentale, au nord de 40°N, la période 4500-4000 BP a coïncidé avec des changements dans le couvert végétal reflétant une évolution vers des conditions climatiques Méditerranéennes. D'après ces auteurs, ces changements induits par le climat ont été renforcés par l'activité humaine, mais le climat méditerranéen a clairement prévalu avant 10 000 BP dans le sud-est de l'Espagne à 36–39°N et s'est ensuite étendu au sud-est de la France à 41– 44°N où il a été établi vers 2800 BP. De plus, Jalut et al. (2000) ont identifié 6 phases d'aridification vers 9500–9000 BP (10 900–9700 cal BP), 7500–7000 BP (8400–7600 cal BP), 4500–4000 BP (5300–4200 cal BP), 3700–3300 BP (4300–3400 cal BP), 2600–1900 BP (2850–1730 cal BP), et 1300–1000 BP (1300–750 cal BP). Ces phases sont supposées synchrones avec les anomalies positives du 14C et les phases de refroidissement dans l'est de la France et en Europe centrale marquées par l'élévation du niveau des lacs et l'avancée des glaciers, respectivement. À partir d'indices géomorphologiques des variations hydrologiques en moyenne vallée du Rhône, c'est-à-dire en bordure nord de la région Méditerranéenne, une autre étude (Berger, 2000) suggère de corréler les anomalies positives du 14C et les phases de refroidissement de l'est de la France et d'Europe centrale non pas avec les phases d'aridification mais avec les phases d'accroissement de l'activité fluviale et de l'érosion dans le nord-ouset de la région Méditerranéenne. Cependant, certains auteurs ont proposé une interprétation opposée et ont conclu que le remplacement des forêts caducifoliées au début de l'Holocène par une végétation xérophyte à la fin de l'Holocène a résulté des activités humaines initiées par les défrichements du Néolithique [voir les détails dans l'étude].
Analyse bibliographique

Magny & al. 2002 - A

Alpes :
Les éléments obtenus sur les changements climatiques passés tendent à indiquer que les espèces ont plutôt tendance à répondre par la migration que par l'adaptation génétique (Huntley, 1991). Cependant, il y a aussi un ensemble de preuves qu'à certains endroits particuliers (zones de haute altitude restées dépourvues de neige et de glace même au maximum glaciaire), les espèces de haute altitude résistantes au froid (orophytes) ont survécu in situ depuis le Tertiaire Tardif, probablement de manière ininterrompue. Selon Scharfetter (1938), pendant les périodes interglaciaires les plus chaudes, les forêts sont montées plus haut vers les sommets de moyenne montagne (1800- 2300 m), réduisant ainsi de nombreuses populations d'orophytes de haute altitude.
Synthèse bibliographique

Theurillat & Guisan 2001 - A

Alpes Centrales Suisses :
L'analyse macrofossile du site de Gouillé Rion à la limite actuelle de croissance des arbres (arbres > 5m; 2,343 m a.s.l.) montre que le site était couvert d'une forêt de conifères (Larix decidua, Pinus cembra) entre 10500 et 3900 cal. BP, indiquant que pendant l'Holocène inférieur et moyen, la température au cours de la saison végétative était au moins aussi élevée qu'aujourd'hui. Des données supplémentaires de sites au-dessus de la limite des arbres indiquent la limite supérieure de l'extension des forêts au cours de l'Holocène et donc la gamme des oscillations de températures holocènes entre 10500 et 3900 cal. BP. La limite de croissance des arbres était environ 120-180 m plus haute qu'aujourd'hui pendant les phases les plus chaudes (9000–8200 ; 7000–6400 ; et 5000–4000 cal. BP). En faisant l'hypothèse d'un gradient de 0,7°C /100m, cela suggère des températures estivales environ 0,8-1,2°C plus hautes qu'aujourd'hui. Entre 10500 et 3900 cal. BP, la limite des arbres est toujours restée située au-dessus de la limite moderne. Ainsi, la gamme des oscillations thermiques était limitée à 0,8-1,2°C et la température n'est jamais tombée au-dessous des valeurs d'aujourd'hui.
 
Plus...
Les diminutions de pollen de Pinus cembra à Gouillé Rion sont fortement corrélées aux incursions vers des températures négatives (estimées à partir de fonctions de transfert basées sur une étude des chironomides dans les Alpes du Nord à environ 80 km). De plus, la nouvelle étude permet une reconstruction des oscillations de température après 4000 cal. BP, quand la position de la limite supérieure de la forêt était influencée par l'utilisation des sols préhistorique (et donc moins fiable pour les reconstructions climatiques). Les oscillations de la limite de croissance des arbres sont illustrées par l'abaissement des courbes (macrofossiles et polliniques) à la fois de Pinus cembra et de tous les arbres de l'étage subalpin. Après l'extinction locale de Pinus cembra vers 4000 cal. BP, des phases froides sont enregistrées par les essences d'arbres poussant 200-300 m au-dessous de l'ancien étage de Pinus cembra (ex. : Picea abies).

L'hypothèse selon laquelle la distribution actuelle des arbres est en équilibre avec le climat n'est pas nécessairement vraie. Sur les derniers milliers d'années, les activités humaines dans les Alpes ont conduit à abaisser l'altitude des limites supérieures des forêts de 200-300 mètres. Cependant, des arbres isolés dans des secteurs éloignés peuvent toujours indiquer le potentiel altitudinal la limite de croissance d'arbre.

Les fluctuations de la limite supérieure de la forêt peuvent être causées par des changements de température, de précipitations, ou des deux. La comparaison avec d'autres indicateurs aide à faire la part entre les effets des températures et des précipitations. Les forêts en limite supérieure montrent des oscillations similaires à celles des glaciers durant la majeure partie de l'Holocène. Les minima glaciaires les plus prononcés ont été synchrones avec les positions les plus hautes de la limite de la forêt entre 9000 et 8200 cal. BP, 7000 et 6400 cal. BP, ainsi qu'entre 5000et 4000 cal. BP. Les avancées glaciaires maximales se sont produites conjointement avec les dépressions de la limite de la forêt.

Les changements du niveau des lacs à travers les Alpes fournissent une autre indication du fait que les positions hautes de la limite supérieure de la forêt reflètent les conditions chaudes et sèches au cours de l'Holocène. Les renversements climatiques de l'Holocène moyen et supérieur peuvent avoir été comparables au refroidissement du Petit Âge Glaciaire aux alentours de 1850 AD, quand des étés frais étaient accompagnés par des précipitations accrues. Cependant, de manière générale, les conditions climatiques de l'Holocène inférieur dans les Alpes étaient plus continentales qu'aujourd'hui, avec des étés chauds et secs et des hivers froids. La transition vers les régimes climatiques d'aujourd'hui n'a pas été synchrone. Par exemple, dans les Alpes du Sud (entre Aoste et Garda, en Italie et en Suisse du Sud), le régime climatique continental s'est achevé brutalement vers 9100 cal. BP, permettant l'établissement de la végétation dite Insubrienne.
Analyse de données et synthèse bibliographique [voir l'étude]

Tinner & Ammann 2001 - A

Europe – Alpes suisses et Allemagne :
Les enregistrements isotopiques de l'oxygène montrent un renversement climatique majeur à 8.2 ka au Groenland et en Europe. Les assemblages polliniques de deux lacs en Suisse et en Allemagne montrent des réponses prononcées et immédiates (0-20 ans) de la végétation terrestre au changement climatique à 8,2 ka. Une régression soudaine de Corylus avellana (noisetier) a été accompagné par l'expansion rapide de Pinus (pin), Betula (bouleau) et Tilia (tilleul), et par l'invasion de Fagus silvatica (hêtre) et Abies alba (sapin). Ces changements de végétation suggèrent que le refroidissement climatique a réduit le stress hydrique, ce qui a permis à des espèces plus sensibles à la sécheresse et plus grandes de supplanter Corylus avellana en formant des canopées plus denses. Le refroidissement du climat à 8,2 ka et la réorganisation immédiate des écosystèmes terrestres est passé inaperçu dans les précédentes études polliniques. Sur la base de ces nouvelles données, il est conclu que la forte abondance de C. avellana en Europe au début de l'Holocène a une cause climatique, et les auteurs s’interrogent sur l'idée conventionnelle que l’expansion postglaciaire de F. silvatica et A. alba a été contrôlée par de faibles taux de migration plutôt que par le climat.
Des sédiments à lamination annuelle de deux lacs en Suisse et en Allemagne ont été échantillonnés de manière contiguë pour évaluer la réponse de la végétation européenne au changement climatique vers 8.2 ka avec une résolution temporelle et de précision comparable à celles des carottes de glace du Groenland.

Tinner & Lotter 2001 - A

Alpes françaises du Nord – Vallée de la Maurienne :
La déprise agricole et l'augmentation actuelle des températures dans les Alpes suggèrent que les limites des arbres peuvent changer. Si l’on suppose que le climat du début de l’Holocène moyen entre 8000 et 5000 ans BP est analogue au climat prédit pour la fin du 21e siècle, les études paléo-écologiques du début de l'Holocène peuvent fournir des données pour prédire la répartition de la végétation d’ici un siècle.

La comparaison entre la diversité taxonomique des assemblages de charbons de sol à celle des relevés phytosociologiques actuels le long d'un transect altitudinal à Saint-Michel-de-Maurienne (Savoie) a révélé que la structure de la végétation le long de ce gradient d'altitude au milieu de l'Holocène était différente de l’actuelle. Les assemblages indiquent que certaines communautés ont disparu, que Picea est une espèce envahissante de la fin de l'Holocène, et qu'il n'y a pas d'équivalent moderne strict de la structure de la végétation avant celle d'il y a 3000 ans. La structure de la végétation ligneuse était également différente de celui d'aujourd'hui.
Les assemblages de charbons de bois datant du milieu de l’Holocène peuvent être utilisés pour reconstruire les structures spatiales de la végétation avant ou pendant la pratique du défrichage par brûlis (‘slash-and-burn’). L'analyse des correspondances des assemblages de charbons montre qu'un important gradient écologique est déterminé par l'altitude. Cependant, l'analyse des correspondances montre également que les assemblages de charbons de bois dans les profils entre 1700 et 2100 m d’altitude sont à peu près stratifiés : les assemblages les plus récents des premiers centimètres du sol sont intermédiaires entre les assemblages plus profonds et des assemblages de plus hautes altitudes. Cela suggère que les communautés ligneuses les plus hautes en altitude étaient situées à des altitudes inférieures à une date ultérieure. La diversité taxonomique des assemblages de charbons de bois dans le sol a été comparée à celle des relevés phytosociologiques actuels après transformation en données équivalentes à celles des charbons.

Carcaillet & Brun 2000 - A

Alpes suisses du sud – Lacs d’Origlio et de Muzzano (Canton du Tessin):
L’analyse de pollens et de charbons de bois dans deux lacs du sud de la Suisse a révélé que le feu a joué un rôle primordial dans l'évolution de la composition forestière de cette région depuis plus de 7000 ans.
Les sédiments du lac d’Origlio pour la période comprise entre 5100 et 3100 cal. BC (dates calibrées, avant JC) ont été prélevés de façon continue avec un pas de temps d'environ 10 ans. Les pics de particules de charbon sont significativement corrélés avec des baisses répétées des pollens de sapin, lierre, tilleul, orme, frêne, hêtre et de vigne [Abies, Hedera, Tilia, Ulmus, Fraxinus excelsior t., Fagus et Vitis] et avec des augmentation d’arbustes d’aulne glutineux [Alnus glutinosa t.], (par exemple, noisetiers, saules et sureaux noirs [Corylus, Salix et Sambucus nigra t.]) et de plusieurs espèces herbacées. La disparition définitive des peuplements de sapin blanc [Abies alba] en plaine autour de 3150 cal. BC peut être un exemple d'extinction locale causée par les incendies d'une espèce intolérante au feu.
Les feux de forêt ont tendance à diminuer la diversité de pollen. Les pics de charbon de bois ont été précédés par des types de pollen indiquant l'activité humaine. Les minima de charbon se sont produits pendant les périodes de climat froid humide, au cours desquelles la sensibilité au feu aurait été réduite.
Une augmentation des feux de forêt vers 2100 cal. BC a fortement réduit la part des plantes restantes sensibles au feu : la chênaie mixte a été remplacée par une forêt d'aulnes et de chênes résistante au feu. La très forte augmentation de l’influx en charbons de bois et la présence marquée des indicateurs anthropiques indiquent des causes principalement anthropiques. Les auteurs suggèrent que sans perturbations anthropiques, le sapin blanc [Abies alba] peuplerait encore les forêts de plaine, ainsi que divers taxons d'arbres feuillus
.
Cet article porte principalement sur deux questions: (i) si et comment le feu a modifié la composition des forêts de plaine au sud des Alpes suisses, et (ii) si le feu au cours de l'Holocène était d'origine naturelle ou anthropique.
Deux carottes parallèles espacées de 1 m ont été prélevées avec un carottier à piston au point le plus profond de deux lacs ; ~20 m de sédiments lacustres ont été forés au lac d’Origlio (416 m d’altitude), et ~16 m au lac de Muzzano (337 m). Les sections de carotte analysées consistaient en une ‘gyttja’ détritique uniforme de limon fin au lac de Muzzano et de couches discernables de ‘gyttja’ et de limon au lac d’Origlio.
L’identification des pollens, l’analyse des charbons de bois et des datations au radiocarbone de macrofossiles terrestres ont été réalisées. Les effets d'une variable sur une autre (par exemple, des paires de types de pollen, particules de charbon de bois vs. pollens) ont été étudiées avec des corrélations croisées.

Tinner & al 1999 - A

Alpes :
Certaines des dépressions générales de la limite supraforestière au cours des 18 000 dernières années ont été associées avec des oscillations climatiques majeures (Burga, 1988). Mais à l’échelle régionale, il y a une alternance complexe de phases boisées et de phases non boisées (Borel et al., 1984). La variabilité de la limite supérieure des arbres est fonction des massifs étudiés et l’évaluation de la densité du couvert végétal reste problématique (David, 1993). Il est difficile d’interpréter en termes climatiques précis l’évolution observée de la végétation. Selon Lamb (1977) la température estivale de l’air en 6000 BP, c’est-à-dire pendant l’optimum thermique de la période atlantique, aurait été de 2°C supérieure à celle d’aujourd’hui. En même temps, depuis cet optimum thermique du Postglaciaire, il y a eu une régression de 150 à 400 m de la limite supraforestière en Eurasie et en Amérique du Nord et dans les Alpes la limite supérieure de la forêt est actuellement de 150 à 300 m (Mathey, in Flahault, 1901 ; Holtmeier, 1987), voire de 400 m (De Beaulieu et al., 1990) inférieure à la limite climatique potentielle. Or, il est difficile de savoir quelles sont les parts relatives de l’intervention humaine et du climat dans cette régression. En définitive, il semble qu’à l’échelle de grands intervalles d’espace et de temps il soit possible d’établir une correspondance entre les fluctuations du climat et celles de la limite supraforestière. Mais à l’échelle régionale, les processus et les relations de cause à effet ne sont pas simples et linéaires. Les communautés végétales, telles qu’elles sont observées aujourd’hui en limite supérieure de forêt, doivent être considérées comme transitoires dans l’espace et dans le temps. Quel peut alors être leur pertinence en tant que bioindicateurs ? [Cf. 'Observations'].
Synthèse bibliographique

Didier & Brun 1998 - A

Alpes françaises du Nord – Montagne de Cherferie (Massif de la Vanoise) :
L'étude du contenu en pollen et stomates d'un petit site de l'étage subalpin asylvatique de la zone intermédiaire des Alpes françaises du nord (Plan des Mains, 2080 m d’altitude) permet de proposer un schéma de l'évolution holocène de la limite supérieure des arbres dans cette aire et une chronologie basée sur 8 datations 14C AMS de macrorestes végétaux terrestres. Le bouleau colonise ce niveau altitudinal dès le début de l'holocène (avant 9100 yr B.P.) et précède les pins dont les premiers stomates sont enregistrés autour de 7000 yr B.P. Cinq niveaux d'accumulation de stomates sont ensuite enregistrés jusqu'aux déboisements de la période romaine (6480-6130, 5600-4990, 4730-4470, 3200-2870, 2680-2300 yr B.P.). La diminution des flux polliniques dans 4 de ces niveaux et la réapparition d'Artemisia au début de ces périodes soulignent la relation entre ouverture du milieu et accumulation de stomates. L'origine climatique ou anthropique de ces phases est discutée et une corrélation apparaît avec 5 des neuf phases holocènes de péjoration climatique décrites dans les Alpes suisses et autrichiennes. La combinaison des comptages de pollen et de stomates est un bon outil pour décrire les fluctuations de la limite des arbres si l'on considère les flux polliniques et non les seules fréquences relatives. Cependant les différences chronologiques entre régions dans l'apparition des pins soulignent la difficulté à définir des indicateurs universels des fluctuations de la limite des arbres.
 Un petit marais (15 m de diamètre) appelé Plan des Mains, 2050 m en altitude, a été échantillonné avec un carottier russe. L'épaisseur totale des sédiments (tourbe) est de 300 cm. Des échantillons de pollen ont été prélevés tous les 2 cm et traités par des méthodes classiques. Une somme minimale de pollen de mille « pollens terrestres » (TLP) a été adoptée pour exclure les pollens caractéristiques de plantes aquatiques et toutes les spores. Un diagramme pollinique relatif a été produit et divisé en six zones. Huit échantillons de bois prélevés dans la carotte ont été datés par AMS et quatre échantillons grossiers ont été datés. Les stomates ont été dénombrés au cours de l'analyse du pollen. Seuls des stomates de Pinus ont été trouvés. Six périodes d'accumulation des stomates ont été distinguées. La durée de chaque période a été estimée à la lumière des dates AMS en supposant une sédimentation continue. Pour faciliter la comparaison avec les données publiées antérieurement, toutes les dates mentionnées sont des dates non calibrée.

David 1997 - A

Alpes suisses :
Vers 13 000 BP, on peut considérer que la limite supérieure de la forêt ne devait pas dépasser l'altitude de 1000 m.
La période de l'Holocène, qui débute à la suite du petit épisode froid du Dryas récent (depuis 10 000 BP), marque la fin du retrait rapide des glaciers dans le fond des vallées préalpines et l'établissement du climat que nous connaissons actuellement. Durant la période du Préboréal, la limite supérieure des forêts passe rapidement de 1300m à environ 2000m (Burga, 1987), ce qui contribue à développer une couverture forestière sur les versants préalpins. Le réchauffement rapide des températures, qui a suivi le Dryas récent a causé de profondes modifications de la couverture végétale. Le début de l'Atlantique récent (dès 6000 BP) montre un réchauffement des températures, ce qui se traduit par une élévation de l'ordre de 200 mètres de la limite supérieure des forêts.
 

Lateltin & al. 1997 - R: PNR31

Alpes suisses et italiennes – Sites de Lago Basso et Gouillé Rion :
Les changements climatiques dans les Alpes centrales entre 10 000 et 2000 ans BP ont été reconstruits à partir de l'analyse de pollens et de plantes macrofossiles prélevés sur deux lacs (Lago Basso et Gouillé Rion) situés dans la gamme altitudinale des fluctuations de la limite supérieure des forêts à l’Holocène. Le reboisement sur les deux sites a commencé à 9700-9500 BP avec Pinus cembra, Larix decidua et Betula. La limite supérieure des forêts a atteint son point culminant entre 8700 et 5000 BP et s’est retirée après 5000 BP, en raison d'un changement climatique à l’Holocène moyen et de l'impact croissant des activités humaines depuis environ 3500 BP (âge du bronze).
 
Détails...
L'expansion de Picea abies à Lago Basso entre ca. 7500 et 6200 BP a probablement été favorisée par des phases froides accompagnées par une augmentation de l’océanité, alors que dans le domaine de Gouillé Rion, où l'épicéa s'est développé assez tardivement (entre 4500 et 3500 BP), l'influence humaine pourrait avoir été tout aussi importante. L'expansion d'Alnus viridis entre ca. 5000 et 3500 BP peut probablement être reliée à la fois au changement climatique et à l'activité humaine à la limite des forêts. Au cours du début au milieu de l'Holocène, une série de fluctuations de la limite forestière est enregistrée par la diminution des concentrations de pollen et macrofossiles des principales espèces d'arbres, et des augmentations de pollen non aboraux dans le diagramme pollinique de Gouillé Rion. La plupart des périodes de basse limite forestière peut être corrélée par la datation au radiocarbone avec des changements climatiques dans les Alpes, comme indiqué par les avancées glaciaires en combinaison avec les enregistrements polliniques, de solifluxion, et les données dendroclimatiques. Lago Basso et Gouillé Rion sont les seuls sites dans les Alpes montrant des enregistrements paléobotaniques complets de phases froides entre 10.000 et 2000 BP avec un très bon contrôle temporel. La gamme altitudinale des fluctuations de la limite forestière holocène causées par le climat n'a probablement pas excédé 100 à 150 m. Une corrélation possible d'une période froide à ca. 7500-6500 BP (Misox oscillation) dans les Alpes est faite avec des données paléoécologiques de l'Amérique du Nord et de Scandinavie et un signal climatique dans la carotte de glace GRIP du centre du Groenland il ya 8200 ans (environ 7400 ans uncal. BP).
Des analyses paléobotaniques ont été faites sur les sédiments de deux petits lacs : le Lago Basso (2250 m d’altitude) dans la haute vallée de San Giacomo près du col de Spligen, en Italie, et Gouillé Rion (2343 m d'altitude) dans les Alpes de Suisse centrale du Valais. La richesse des macrorestes fossiles de plantes terrestres dans les deux lacs, ainsi que leur position similaire près de la limite supérieure des arbres holocène, permettent de comparer les résultats de l'analyse des macrofossiles et des pollens des deux lacs en termes de fluctuations de la limite forestière causées par les changements climatiques dans les Alpes.

Wick & Tinner 1997 - A

Suisse :
Cet article donne un aperçu détaillé de l'histoire de la végétation suisse au cours des derniers 18 000 ans. [11 périodes sont distinguées : Dryas ancien, Interstadiaire du Böiling, Dryas ancien, Interstadiaire de l’Alleröd, Dryas récent, Préboréal, Boréal, Atlantique ancien, Atlantique récent, Subboréal et Subatlantique].
 
Afficher...
Basé sur une sélection de plus de 100 sites ayant fait l’objet d’une étude pollenanalytique, le développement de la végétation suisse depuis la fin du Würm peut être présenté comme suit :
1. Dryas ancien : Après le maximum würmien, le réseau de glace a fondu pour revenir rapidement à des petits glaciers de montagne. Dans certaines localités, plusieurs types de steppe / toundra à armoises (Artemisia), Chenopodiaceae, genévriers (Juniperus), Ephedra, hélianthèmes (Helianthemum) et Poaceae ont été enregistrés, ce qui représente une apparente uniformité sur l'ensemble du territoire suisse.

2. Interstadiaire du Böiling : Cette première phase chaude, fini würmienne, est caractérisée par l'apparition du bouleau (Betula), de l’argousier (Hippophaë), du genévrier (Juniperus), l’Ephedra et le saule (Salix).

3. Dryas ancien : peu de preuves de cette période n'a encore été trouvé en Suisse.

4. Interstadiaire de l’Alleröd : Cette phase chaude marquée conduit à un reboisement typique de la fin du Würm, à la fois le bouleau (Betula) et le pin (Pinus) jusqu'à environ 1200-1600 m d'altitude.

5. Dryas récent : Dans toute la zone alpine il y a de bonnes preuves pour cette dernière détérioration du climat à fini würmienne, qui a conduit à un regain d'activité des glaciers et à une dépression de la limite alpine des forêts de 200-300 m.

6. Préboréal : Pour les Alpes centrales et les Préalpes, une large présence de pin sylvestre (Pinus sylvestris) / pin des montagnes (P. mugo), pin cembro (P. cembra), mélèze (Larix) et bouleau (Betula) a été enregistrée, alors que dans le sud de la Suisse, la première chênaie mixte se développait.

7. Boréal : Des forêts mixtes de chênes et de noisetier (Corytus) se sont développées, dans certains cas rapidement, sur une large zone, principalement dans les Préalpes, le Plateau, le Jura et dans le sud de la Suisse. Dans les hautes montagnes, Pinus sylvestris/mugo, P. cembra et Larix dominaient encore.

8. Atlantique ancien : Sur le Plateau et dans les Préalpes, des forêts mixtes de chênes et de noisetier (Corytus) dominaient, tandis que dans la zone continentale des Alpes, Pinus sylvestris/mugo, P. cembra et Betula poussaient avec certains éléments de la forêt mixte de chênes. Dans les Grisons, une immigration de l’épicéa (Picea) d'est en ouest a été identifiée ; dans les Préalpes orientales, le sapin (Abies) s’est propagé.

9. Atlantique récent : Cette période est caractérisée par un premier maximum de l'extension de la limite supérieure des forêts à une altitude d'environ 2300 m. Une propagation du hêtre (Fagus) d'ouest en est a été mise en évidence. Tant dans la zone interne des montagnes que dans la ceinture subalpine, d’abord les sapins (Abies) puis les épicéas (Picea) dominaient. L’immigration de Picea vers l'ouest a continué.

10. Subboréal : Jusqu'à 3000 BP, la forêt a atteint son développement optimal avec une distribution jusqu'à 2000 m d'altitude. Dans les deux cas le Plateau et dans le Jura, la phase principale de propagation du hêtre (Fagus) a eu lieu à cette période. L’épicéa (Picea) atteint maintenant le sud-ouest du Jura et même la région lémanique.

11. Subatlantique : Cette période est caractérisée par l'influence de l'homme sur la végétation. Selon les éléments de preuve issus à la fois de l'analyse du pollen et de l'archéologie, les premières influences anthropiques sur la végétation suisse ont eu lieu entre 6000 et 4500 ans BP. À l’étage de la limite supérieure des forêts anthropique, des forêts secondaires de bouleau (Betula), d’aulne (Alnus) et de pin (Pinus) se sont formées. Sur la frontière sud des Alpes, les Romains ont introduit le chataîgner (Castanea), alors que sur le Plateau, Picea, Abies et Pinus ont été plantés.
 Pour chaque zone pollinique, une carte est donnée montrant le développement de la végétation de la fin du Würm au présent. Un examen historique concis de la recherche pollenanalytique suisse au cours des 60 dernières années est présenté est suivi par une discussion sur les refuges glaciaires d'Europe centrale.

Burga 1988 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références

Alps:
Dans cette étude, nous avons étudié l’association entre les différents types de circulation atmosphériques et les feux de forêts dans les Alpes d’Europe Centrale, à partir de plusieurs données météorologiques calculées, de différents indices relatifs au danger représenté par les feux de forêts, et à partir des feux de forêts observés sur le terrain. L’association des différents types de climat et des indices calculés dans 5 stations représentatives, met en avant une corrélation importante entre la direction du vent les paramètres atmosphériques. L’augmentation des niveaux de danger relatifs aux feux de forêts, que traduit l’étude des indices de danger est majoritairement associée à des situations anticycloniques durables ou dans les zones abritées des Alpes (lee of the alps) en raison des vents catabatiques comme le foehn. Nos conclusions sont basées sur 3 sous-indices du système de classement du danger relatif aux feux de forêts du Canada différents. Etant donné que les 3 indices représentent des couches plus ou moins profondes du sol, les différences entre les indices peuvent être expliquées par les différences dans les mécanismes de séchage et dans le temps de réponse différent du sol en fonction des couches. La plupart des feux de forêts déclarés dans les Alpes apparaissent sous des régimes climatiques anticycloniques (EA, NA, H), ce que confirme les résultats obtenus dans d’autres pays. De manière surprenante, de nombreux feux de forêts apparaissent également sous des régimes climatiques dépressionnaires (cyclonic), lorsque le danger relatif calculé est faible. En conclusion, pour de nombreuses régions, il n’existe pas de relation de dépendance forte entre l’apparition de feux de forêts et es différents régimes climatiques, ce qui peut en partie s’expliquer par la base de données incomplète, relative aux feux de forêts dans les Alpes. Dans ce contexte, il est évident que l’influence anthropique sur le déclenchement des feux de forêts joue un rôle décisif.

Nos conclusions sont basées sur 3 sous-indices du système de classement du danger relative au feux de forêts du Canada différents. Le système canadien se compose de 3 sous-indices décrivant les conditions de moisissures (FFMC – Fine Fuel Moisture Code, DMC – Duff Moisture Code, DC – Drought Code) et de 3 sous-indices décrivant le comportement du feu (ISI – Initial Spread Index, BUI – Build Up Index, FWI – Fire Weather Index). La FFMC décrit la moisissure contenue dans la litière et est un indicateur de la facilité relative de déclenchement de la couche sèche (dont le poids est environ 0.25kg m-2). La DMC est un classement numérique de la moisissure moyenne contenue dans une couche située environ 7 cm sous la surface (dont le poids est environ 5kg m-2). C’est également un indicateur qui décrit un carburant facilement inflammable par le biais d’éclairs ou de sources d’énergie. La DC est associée à la couche la plus lente à réagir aux déclenchements de feux de forêt. Elle décrit une couche organique située en profondeur dont le poids est environ 25kg m-2.

EA = Easterly Anticyclonic
EC = Easterly Cyclonic
SA =Southerly Anticyclonic
SC = Southerly Cyclonic
WA = Westerly Anticyclonic
WC = Westerly Cyclonic
NA = Northerly Anticlyclonic
NC = Northerly Cyclonic
H = High
L = Low

Wastl & al. 2013 - A
Europe :
11 millions d'hectares de forêts en Europe sont touchés par divers types de dommages causés par le feu, les conditions météorologiques telles que le vent et la neige, les insectes et les maladies, les animaux sauvages et d'élevage. Les dégâts d’origine météo se trouvent principalement en Europe de l'est et du centre, à l’ouest de l'Europe centrale, au nord et au sud-ouest de l'Europe. Les dégâts dus au feu sont plus importants dans la région russe et dans le sud-est et l'Europe du sud-ouest.

Alpes – Forêts alpines :
Les forêts couvrent environ 40% des Alpes et leur extension est en augmentation. Ceci est principalement dû à l’abandon des villages de montagne. Les forêts alpines assurent des fonctions différentes qui sont cruciales pour le développement socio-économique, en particulier pour le bien-être social de la région alpine, ainsi que pour les forêts alpines des régions éloignées. La fonction de protection assurée par les forêts, en ce qui concerne les installations humaines et les voies de communication, est estimée en termes de valeur monétaire à plus de 10 milliards d'euros. En outre, environ un cinquième de toutes les forêts ont une fonction de préservation des terres offrant une protection contre les inondations, les glissements de terrain, les coulées de boue et les avalanches.
La distribution et le type de végétation alpine sont le résultat d'une combinaison de facteurs anthropiques et climatiques (tels que les précipitations, la température, l'exposition au soleil, la couverture de neige, etc.) et d'autres facteurs comme l'altitude, la pente, la morphologie et le type de sol.
En ce qui concerne le climat, les facteurs suivants doivent être pris en compte: (i) les types de climat vont de l'océanique au continental, du type boréal au type de subméditerranéen ; (ii) le long de la bordure sud de la chaîne alpine est atteint par une forte influence méditerranéenne, sur la partie orientale il est influencé par le climat continental ; (iii) en fonction de la morphologie et de la largeur de la chaîne, les secteurs continentaux varient en taille ou sont parfois absents.
Le territoire peut être divisé selon les axes horizontaux (horizons) et districts bioclimatiques suivants: (i) ésalpique ou préalpin caractérisé par des précipitations plus abondantes et des températures plus douces, (ii) mésalpique, transitoire, (iii) endalpique ou intra-alpin caractérisé par climat continental (insuffisance des précipitations et amplitude thermique annuelle prononcée).
La végétation des Alpes résulte de la combinaison d'environ 40 espèces d'arbres, dont 30% sont des conifères et 70% sont des feuillus : Châtaigniers (13%) ; Forêts de mélèze subalpin, pins arolles et pins de montagne (13%); Forêts subalpines et montagneuses d'épicéa et forêts mixtes montagneuses d'épicéa et de sapin blanc (12%) ; Autres forêts de feuillus thermophiles (11%) ; Reboisements (8%) ; Forêts montagneuses de hêtres d'Europe centrale et d’Illyrie (14%) ; Forêts secondaires (4%) ; Autres forêts (25%) [voir les détails dans le rapport].
 

ALP FFIRS 2012 - R

Alps:
Dans cette étude, nous étudions les impacts de l’augmentation des températures et du changement des tendances des précipitations sur le danger potentiel relatif aux feux de forêts dans les Alpes. Dans les stations des Alpes de l’ouest, et plus encore dans celles du sud, on observe une augmentation importante du danger relatif aux feux de forêts. Dans ces stations, le danger moyen annuel relatif aux feux de forêts a augmenté au cours des 60 dernières années. De plus, lors des dernières années, le nombre de jour caractérisés par un danger élevé d’apparition de feux de forêts (indice calculé par rapport à un seuil défini) a également augmenté. En comparaison, une faible augmentation a été observée dans les Alpes du Nord, et aucun signal clair n’a pu être enregistré pour les vallées de l’intérieur des Alpes. Ces données ont ensuite été comparées avec les données enregistrées pour 3 zones pilotes (Valais dans les Alpes de l’ouest, Bavière dans les Alpes du Nord et Ticino pour les Alpes du sud).

Notre analyse se base sur des observations météorologiques journalières enregistrées par 25 stations situées dans 6 pays alpins. Les stations sélectionnées se situent de manière plus ou moins uniformes le long de la chaîne alpine et représentent les différents climats existants dans ces régions au terrain varié. Les stations avec des données climatiques similaires ont été regroupées par régions. On obtient ainsi 4 régions : Alpes de l’Ouest, Alpes du Nord, Alpes intérieures et Alpes du Sud. Le danger météorologique potentiel relatif aux feux de forêts sur la période 1951-2010, a été analysé sur la base de différents indices de danger relatifs aux feux de forêts, calculés sur une base journalière.

Wastl & al. 2012 - A

Alpes françaises – Premiers résultats de l’Observatoire du dépérissement forestier des Alpes-Maritimes :
Le dépérissement de certaines forêts et notamment des sapinières, observé depuis plusieurs années dans le département des Alpes-Maritimes, a été marqué par une aggravation significative du phénomène depuis l’été 2003. Ce dépérissement surtout constaté dans les sapinières en dessous d’une tranche altitudinale de 1 450 m, se localise sur des secteurs du moyen pays tels que Roquebillière, Lantosque, Clans, Saint-Auban, Caille, La Brigue, Breil-sur-Roya et Saorge. Dans les Alpes-Maritimes, au-delà de centaines d’hectares touchés massivement, on observe de nombreux dépérissements diffus.
Les premiers résultats de l’observatoire départemental font apparaître des tendances différentes entre sapin et pin sylvestre. La cartographie du taux de mortalité des arbres sur l’ensemble du département réalisée au cours de l’intersaison 2007-2008 a permis de quantifier le phénomène. Elle a confirmé la situation critique du sapin pectiné et du pin sylvestre : sur les 9400 ha couverts par le sapin, environ 2700 ha, soit près de 30% présentaient début 2008 un taux de mortalité supérieur à 10%, tandis que cette proportion était de 11% sur les 48500 ha de pin sylvestre. Les autres essences étaient peu touchées.
L’analyse de la répartition de ces mortalités a permis ensuite de mettre en évidence des corrélations entre mortalité et facteurs spatiaux, à différentes échelles. La répartition de la mortalité du sapin montre que les sapinières “chaudes”, situées dans les Préalpes de Grasse ou à basse altitude ou en adret sont particulièrement vulnérables : (i) à l’échelle de la région naturelle, les peuplements des Préalpes sont beaucoup plus touchés que ceux de la montagne ; (ii) à l’échelle du versant, les quelques sapinières d’adret sont particulièrement fragiles et les altitudes basses (< 1300 m) sont défavorables, (iii) à l’échelle locale, les topographies convexes ont une influence négative à altitude moyenne (1300–1500 m en montagne). Tous ces facteurs peuvent être interprétés en termes thermique et hydrique, et reliés à l'intensité du stress hydrique subi par les arbres. Les précipitations relativement abondantes de ces dernières années semblent avoir stabilisé leur état de santé. Le pin sylvestre présente un taux de mortalité plus élevé dans les Préalpes, et sur les topographies convexes avec, étonnamment, des dépérissements plus forts en ubac qu’en adret.
Les observations annuelles sur les placettes permanentes, qui permettent de suivre finement l’évolution du des arbres à l’échelle individuelle, montrent que le dépérissement semble se poursuivre malgré l’absence de sécheresse depuis trois ans. Ces résultats négatifs sont malheureusement convergents. Si tous les arbres observés ne sont pas en déclin, la tendance moyenne se retrouve dans chacune des placettes.
 Suite à la canicule de 2003 et à la période de sécheresse qui a marqué la région méditerranéenne de 2003 à 2007, des dépérissements et des mortalités dans les sapinières et les pineraies sylvestres des Alpes-Maritimes ont alarmé les propriétaires et gestionnaires forestiers.
C'est ce qui a conduit le Conseil général à confier à l’ONF la mise en place d’un observatoire départemental de l’état sanitaire des forêts. Cet observatoire départemental comprend deux volets : (1) 60 placettes permanentes réparties par essence sur le département depuis 2008 ; tous les arbres de ces placettes font l’objet d’un suivi annuel individuel ; (2) une cartographie périodique, tous les 3 ans, du taux de mortalité des arbres sur l’ensemble du département.
Cet observatoire est un outil précieux pour la compréhension des dépérissements forestiers, préalable indispensable à l’adaptation de la gestion.

Maréchal & Ladier 2011 - A

Forêts méditerranéennes:
Du fait de la déprise rurale, et malgré la pression des incendies, la forêt méditerranéenne est en extension et gagne 1% par an en surface (le Var est aujourd’hui le deuxième département le plus boisé de France avec un taux de boisement de 58%). La forêt méditerranéenne s’accroît aussi en volume du fait de la faible exploitation des forêts. Ce constat moyen doit être nuancé car le régime des feux présente de grandes disparités au sein de la région. La forêt méditerranéenne française connaît depuis plusieurs décennies un régime de feux qui marque grossièrement un gradient depuis la frange littorale jusqu’à l’arrière-pays méditerranéen. Les zones littorales connaissent les incendies les plus fréquents (temps de retour de 10 à 30 ans) et de plus grandes dimensions pouvant atteindre plusieurs milliers d’hectares. Ce régime de feux sévères s’accompagne localement d’une régression biologique par matorralisation comme dans certains secteurs de la Corse ou de la Provence calcaire (Côte bleue). L’arrière-pays et les montagnes méditerranéennes connaissent des feux beaucoup moins fréquents et de plus petite dimension. Cette zone est aussi caractérisée par une proportion importante de feux hors de la saison estivale liée à l’activité pastorale. Dans ces zones, une dynamique forestière est à l’œuvre, les milieux se referment et l’on rencontre fréquemment des peuplements vieillis non perturbés. Dans les zones intermédiaires, on rencontre une variété de situations, comprenant une mosaïque de milieux maintenus par un système agro-sylvo-pastoral plus équilibré et offrant une plus grande diversité d’habitats. On peut en effet considérer qu'à chaque régime de feux correspond une gamme propre de biodiversité. Le régime de feux combiné aux autres perturbations naturelles ou anthropiques (tempêtes, dépérissements, pâturage, défrichements) génère un paysage composite où se distribuent sur le territoire, en proportions variables, les milieux en phase de maturation parce que peu perturbés, ceux en reconstitution plus ou moins lente après perturbation ou bien les milieux bloqués dans leur dynamique par une perturbation trop fréquente. Malgré le gradient évoqué plus haut, on constate en région méditerranéenne une tendance générale à l’augmentation des formations végétales fermées et de la connectivité entre espaces naturels.
Revue bibliographique [voir les références dans l’étude].

Rigolot 2010 - A

Suisse :
La sévérité et l'extension des dammages causés aux forêts par les tempêtes sont fonction de trois types de facteurs (Hubrig, 2004; Schmoeckel and Kottmeier, 2008) :
• le potentiel de dommages, i.e., la quantité de volume en croissance exposée aux vents forts ;
• la susceptibilité au vent, qui dépend, par exemple, des espèces d'arbre en présence ou de la hauteur des peuplements ;
• l'extension et la sévérité de l'événement déclencheur, i.e., l'extension de la tempête, la vitesse du vent et des rafales.

Au-delà de plusieurs facteurs non traités dans cette étude, les résultats montrent que les dégâts causés par les tempêtes aux forêts en Suisse à partir du milieu du 19e siècle jusqu'à aujourd'hui sont fonction de la force du vent, du volume en croissance et des conditions météorologiques (température et précipitations) ayant précédé les tempêtes hivernales. [Cf. 3.6 Tempêtes / Facteurs de contrôle]

La présente étude montre une augmentation des dommages causés par les tempêtes hivernales, à la fois en quantité et en fréquence. Le potentiel de dommages, i.e., la surface forestière, le volume en croissance ainsi que le volume en croissance par hectare a aussi augmenté (confirmant , e.g., Brändli, 2000; Mather and Fairbairn, 2000). Toutefois, l'ajustement des dommages sur la surface forstière et sur le volume en croissance ne peut expliquer totalement l'augmentation des dommages au cours de la période 1858-2007. Différents auteurs ont suggérés que d'autres facteurs de contrôle majeurs ont aussi considérablement changé (e.g., Mayer and Schindler, 2002; Schmoeckel and Kottmeier, 2008). Les présents résultats montrent que les températures et les précipitations hivernales ont augmenté pendant la période d'observation (en accord avec , e.g., Begert et al., 2005; Schmidli and Frei, 2005; Scherrer et al., 2006; Rebetez and Reinhard, 2007). Les dommages causés par les tempêtes hivernales se sont produits habituellement quand le sol était 'non-gelé' et 'humide'. Les auteurs ont trouvé que ce type de temps est caractéristique des tempêtes d'hiver qui sont toujours causées par des situations cycloniques (e.g., Kraus and Ebel, 2003; Allaby et al., 2006).
Les auteurs analysent les dommages sévères causés par les tempêtes hivernales depuis la fin des années 1850 dans les forêts suisses sur la base des rares données disponibles concernant le potentiel de dommages, la susceptibilité au vent et l'intensité du vent. Pour le potentiel de dommages, des données sur les surfaces forestières et le volume en croissance par hectare ont été utilisés. De plus, les conditions météorologiques précédant la tempête ont été utilisées, i.e., les précipitations et les températures au-dessous ou au-dessus de zéro qui affectent la stabilité du sol et indirectement la susceptibilité des arbres au déracinement. Pour les variables de vent, la vitesse quotidienne maximale annuelle des rafales de vent a été sélectionnée dans les données de la station météorologique de Zurich, qui a s'est montrée être un bon indicateur de la sévérité des tempêtes dans une étude précédente (Usbeck et al., 2009).

Usbeck & al. 2010 - A

France :
Les dégâts subis par les forêts en France du fait des tempêtes : La tempête est, de loin, l’aléa qui provoque le plus de dégâts aux forêts. Elle désorganise durablement les circuits économiques du bois, et ses dommages sont amplifiés par des attaques d’insectes parasites qui affectent les arbres renversés et se propagent aux arbres encore sur pied. Les deux tempêtes de décembre 1999, en particulier, ont été les plus dévastatrices à avoir été enregistrées de mémoire d’homme, avec 170 millions de m3 abattus en trois jours, soit l’équivalent de quatre années de récolte. Jusqu’à une vitesse de 100 km/h, le vent ne provoque que peu de dégâts aux forêts : ils n’abattent que quelques tiges malades, ou des arbres dont le système racinaire est déficient. De 100 à 150 km/h apparaissent des chutes ou des bris d’arbres, appelés chablis (mot qui désigne également l’arbre ainsi abattu). Ceux-ci peuvent être plus ou moins importants selon les caractéristiques du peuplement et de la station. Au-delà de 150 km/h, bien peu de peuplements résistent. L’essentiel des tempêtes, et donc des dégâts, se concentre entre les mois de septembre et de février. On n’enregistre en effet en été que quelques tornades, violentes mais géographiquement limitées. Les résineux, qui conservent leurs feuilles en hiver, sont donc plus exposés, du fait de leur prise au vent, que les feuillus, qui les ont opportunément perdues avant la période à risque. Ils paient ainsi le plus lourd tribut et représentent souvent de 75 à 80 % des volumes abattus. Cela n’exclut cependant pas quelques dégâts, parfois spectaculaires, sur certains feuillus, en particulier les hêtres et les peupliers. Par ailleurs, les résineux ne sont pas tous égaux face à la tempête : le mélèze (un résineux qui perd ses aiguilles en hiver), le sapin ou le pin laricio résistent mieux que l’épicéa, le pin sylvestre ou le pin maritime.
 
Les dégâts subis par les forêts du fait de tempêtes en Europe...
Europe :
L’évolution des volumes cumulés abattus par le vent en Europe de 1865 à 2000 met en évidence la forte augmentation à la fois de la fréquence et de l’amplitude des dégâts subis par les forêts depuis plus d’un siècle (cf. graphique pour différentes régions européennes, établi suite aux travaux de D. Doll de 1988 et 2000). Les chablis concernent essentiellement l’Europe Centrale jusqu’en 1967, tandis que l’Europe de l’Ouest est de plus en plus touchée depuis 1982. Cet accroissement important suscite plusieurs interrogations : (i) Y a-t-il une augmentation de la fréquence et/ou de la violence des tempêtes ? La réponse à cette question est controversée. Certains scientifiques l’affirment, y voyant un des effets du changement climatique (voir plus loin). Mais les données de Météo France ne permettent pas de l’affirmer. (ii) Y a-t-il une augmentation des surfaces forestières exposées aux tempêtes ? Le taux de boisement est effectivement passé, en France, de 17 à 27 % entre 1860 et 2000, grâce aux deux vagues de reboisement du Second Empire et de l’après-guerre (1950-1980). L’inventaire forestier national constate, par ailleurs, un accroissement général des volumes sur pied à l’hectare. Ces deux raisons contribuent à l’augmentation des dégâts lorsque survient une tempête. (iii) Les peuplements actuels sont-ils plus sensibles au vent ? On peut penser que les peuplements issus des reboisements de l’après-guerre sont vulnérables, pour trois raisons. Tout d’abord, ils sont en majorité composés de résineux ; ensuite, ils ont été insuffisamment ou trop tardivement éclaircis, du fait de la mévente des petits bois : ils sont donc constitués de tiges serrées, grêles et fragiles ; enfin, il est démontré que le premier facteur d’instabilité est la hauteur du peuplement : celui-ci commence à être sensible au vent vers 15 m pour les résineux et 23 m pour les feuillus, hauteurs qui sont aujourd’hui très fréquemment dépassées. La dissociation observée entre l’Europe de l’Ouest et l’Europe Centrale conforte cette thèse. On constate que c’est l’Europe Centrale, où l’enrésinement massif remonte à la fin du XIXe siècle, qui a fourni l’essentiel du contingent de chablis jusqu’aux années 80. Puis l’Europe de l’Ouest, où l’enrésinement est plus récent, a suivi la même tendance, avec un décalage de quelques dizaines d’années, lorsque les peuplements des années 50 ont atteint une hauteur suffisante pour devenir sensibles aux effets du vent.

Les dégâts subis par les forêts en France du fait des sécheresses : Les sécheresses subies par les forêts sont liées au manque d’eau estival qui sévit certaines années, et qui les touche donc pendant la saison de végétation. Elles se cumulent parfois avec une canicule, c’est-à-dire une période pendant laquelle la température dépasse durablement 35 °C. Ce fut le cas par exemple en 2003, une année où les conséquences de la sécheresse-canicule ont affecté de nombreux secteurs économiques, battant tous les records précédents, notamment celui de 1976. En forêt, les symptômes observés ont été conséquents. La sécheresse a plusieurs effets sur le métabolisme des arbres. Malgré un système racinaire qui leur permet de puiser l’eau très profondément dans le sol, une transpiration accrue au niveau du feuillage entraîne rapidement un dessèchement des tissus. Le premier mécanisme de défense est la fermeture des stomates, petits orifices situés sur l’épiderme foliaire qui régulent les échanges gazeux, notamment de vapeur d’eau. Rappelons à ce propos qu’un hectare de forêt rejette dans l’atmosphère 90 % de l’eau qu’il absorbe, soit en moyenne 5 000 m3 par an. Puis les feuilles peuvent tomber prématurément. Mais, si la sécheresse se prolonge, des bulles d’air se forment dans les vaisseaux conducteurs et elles interrompent la circulation de la sève. C’est le phénomène de cavitation, en général irréversible, qui provoque la mort de l’arbre, s’il se généralise. Si une canicule se surajoute à la sécheresse, les feuilles peuvent tout simplement « griller », et des nécroses apparaître sur les troncs. Certains effets sont visibles rapidement : dessèchement du feuillage chez les feuillus, rougissement des résineux, mortalité de branches, voire de l’arbre entier. Ces effets sont moins brutaux que ceux des tempêtes, mais ils se prolongent dans le temps et ils peuvent entraîner des pertes de croissance et un affaiblissement des arbres apparemment indemnes, d’où une plus forte sensibilité aux attaques parasitaires et des dépérissements importants. Ce fut le cas, par exemple, après la sécheresse de 1976, qui fut suivie pendant toute la décennie 80 de fortes mortalités, notamment de chênes pédonculés ou de sapins-épicéas dans l’Est de la France (souvent attribuées à l’époque aux « pluies acides », qui n’en étaient en réalité que très partiellement responsables).
 

Riou-Nivert 2009 - A

Alpes centrales :
Le réchauffement global est associé à des changements du volume et de la durée de la couverture neigeuse. Grâce à l'augmentation des températures de l'air et de surface, en particulier au printemps, la longueur de la saison de croissance a nettement augmenté au cours de ces dernières années.
Actuellement, les concentrations en O3 de l’air ambiant au niveau du sol n’exercent pas un stress critique sur les arbres adultes à la limite supérieure de la forêt dans les Alpes centrales en Europe. En réponse à des concentrations élevées en CO2 Larix decidua a montré une augmentation de la croissance, alors qu’une telle réponse n’a pas été trouvée chez Pinus uncinata. Globalement, le réchauffement climatique apparaît être le facteur responsable de la stimulation de la croissance observée chez les arbres à la limite supérieure de la forêt.
Toutefois, l’augmentation de la réinstallation des semis dans les Alpes centrales en Europe est le résultat de l’invasion d’habitats potentiels plutôt qu’une migration en altitude due aux changements climatiques, bien que les semis atteindront seulement la taille des arbres après un couplage réussit avec l’atmosphère et donc perdant le microclimat favorable d’une végétation basse.
En conclusion, les phénomènes climatiques extrêmes futurs sont plus susceptibles de contrôler les dynamiques de limite supérieure de la forêt, que l’augmentation progressive de la température dans les Alpes centrales en Europe.
Cette étude examine les effets potentiels des changements atmosphériques et du réchauffement climatique au sein de l’écotone que constitue la limite supérieure de la forêt dans les Alpes centrales en Europe. Après avoir mis l’accent sur les effets de l’ozone (O3) et de l’augmentation des concentrations atmosphériques du CO2, les effets du réchauffement climatique sur le bilan de carbone et le bilan hydrique des arbres et des forêts à la limite supérieure de la forêt sont présentés en vue de tirer des conclusions sur l’évolution de la croissance des arbres et sur les dynamiques de la limite supérieure de la forêt.

Wieser & al. 2009 - A

France / Alpes :
Le dispositif de surveillance de la santé des forêts en France est organisé en trois niveaux complémentaires de manière à observer l’évolution de l’état sanitaire des peuplements forestiers à plusieurs échelles de temps et d’espace : sur le long terme, au niveau des écosystèmes forestiers (RENECOFOR : réseau national de suivi à long terme des écosystèmes forestiers) et au niveau de grandes régions écologiques pour les principales essences forestières (RSSDF : réseau systématique de suivi des dommages forestiers) et sur le moyen terme, au niveau local, grâce aux observations des correspondants-observateurs du Département de la Santé des forêts (DSF).
La nouvelle stratégie de surveillance mise en place en 2007 par le Département de la Santé des forêts avec ses correspondants-observateurs devrait répondre aux attentes des partenaires forestiers : mettre à disposition des données quantitatives et cartographiques pour les principaux ravageurs ou pathogènes afin d’évaluer, de manière objective, l’impact du changement global sur les peuplements forestiers français ; alerter au plus tôt les professionnels et les administrations en cas d’introduction d’un organisme invasif sur le territoire national et poursuivre l’inventaire des dommages phytosanitaires et des agents responsables. Deux outils spécifiques sont envisagés, le premier a été mis en place en 2007 pour évaluer et cartographier les défoliations dues aux chenilles précoces des chênes (France entière) et les défoliations dues à la tordeuse grise du mélèze (sur quatre départements des Alpes)
Deux illustrations sont présentées en région méditerranéenne : (1) Suivi intensif “tordeuse grise du mélèze” (utilisation des quadrats comme unités de collecte de données et de cartographie) ; (2) Suivi intensif “dépérissement” (cartographie de quelques dépérissements géographiquement localisés en région méditerranéenne).
Le dispositif de surveillance de la santé des forêts en France, formé de trois réseaux complémentaires, est présenté ainsi que ses caractéristiques en région méditerranéenne : RENECOFOR, RSSDF et DSF. La nouvelle stratégie de surveillance de la santé des forêts mise en place par le DSF en 2007 est ensuite détaillée. Cette stratégie, organisée selon trois axes, a pour but de répondre à la demande des différents partenaires forestiers d'une évaluation la plus objective possible de l'impact des changements globaux (changements climatiques, risques invasifs) sur la santé des peuplements forestiers.
L’implantation des placettes systématiques de suivi des dommages forestiers sur un maillage Lambert de 16 km par 16 km et celle des points d’inventaires de l’IFN sur un quadrillage Lambert kilométrique, ont conduit à utiliser des quadrats de 16 km par 16 km (quadrats = carrés centrés sur la grille d’implantation des placettes du réseau systématique) comme dispositif de surveillance, de collecte et de présentation des observations. Sur ces quadrats, les correspondants-observateurs relèvent des informations telles que les surfaces de chênes défoliées à plus de 50 % ou les surfaces de mélèze d’Europe défoliées par la tordeuse grise et réparties selon 4 classes de défoliations. Ces quadrats sont utilisés pour la présentation et la cartographie des synthèses annuelles.

Boutte 2008 - A

Montagnes françaises :
En général, l'altitude optimale des espèces de plantes forestières s'est élevée durant la fin du 20e siècle. La tendance générale à la hausse entre 1971 (année moyenne des mesures de 1905 à 1985) et 1993 (année moyenne de 1986-2005) est fortement significative d'un point de vue statistique, avec une différence moyenne dans l'altitude optimale de 64.8 m, soit une moyenne de 29.4 m par décennie.

Le changement d'altitude optimale observé et l'absence de changement d'amplitude ou d'étendue suggèrent qu'à la fois les marges supérieures et inférieures de distribution ont du se déplacer vers le haut, impliquant un déplacement de l'ensemble de l'étage. La plupart des espèces présente des altitudes optimales plus élevées pour la période 1986-2005 que pour la période 1905-1985. Plus des deux tiers des espèces (118/171) ont décalé leurs optimums vers le haut, tandis que seulement un tiers (53/171) ont décalé leurs optimums vers le bas. Ainsi, le réchauffement climatique affecte non seulement les espèces aux limites de leurs aires de répartition, mais également l'ensemble de leurs habitats.

De façon générale, les espèces qui se sont le plus déplacées sont les espèces de montagne, par rapport aux espèces ubiquistes. De même, la plupart des espèces qui se sont le plus déplacées tendent à avoir des formes de vie (herbes, fougères et mousses) présentant des caractéristiques d'évolution plus rapides (cycle de vie plus court, croissance plus rapide et plus petites tailles à maturité) que les espèces montrant un déplacement réduit (arbres et arbustes). Il n'y a pas d'interaction significative entre la répartition géographique et la forme de vie, ce qui élimine la possibilité que les espèces de plantes forestières de montagne présentent des changements plus importants parce que la plupart d'entre elles ont une forme de vie herbacée.

Le changement moyen d'altitude optimale des espèces de plantes forestières pour l'ensemble de la fourchette d'altitudes considérée [29.4 ± 10.9 m par décennie] est très proche de la tendance observée pour les plantes alpines au-dessus de la zone de combat [27.8 ± 14.6 m par décennie ; Walther et al., 2005]. De plus, en considérant un gradient thermique vertical de 0.6°C, les résultats indiquent une augmentation de 0.39°C en 22 ans, ce qui est en cohérence avec le réchauffement observé, appuyant l'hypothèse que le réchauffement climatique est la cause principale des tendances observées.
Les auteurs ont testé à grande échelle, à long terme et pour de nombreuses espèces l'impact du changement climatique sur la distribution altitudinale des plantes forestières. Ils ont analysé la réaction des espèces en mesurant les variations d'altitude de la probabilité maximum de présence des espèces dans leur distribution. Ils ont également testé si les espèces limitées aux secteurs de montagne et/ou au cycle de vie court étaient particulièrement sensibles aux changements de température. Ils ont étudié des espèces forestières présentes entre les étages collinéen et subalpin supérieur (de 0 à 2600 m d'altitude) de six massifs montagneux d'Europe occidentale (les Alpes occidentales, le Nord des Pyrénées, le Massif Central, le Jura occidental, les Vosges, et le massif corse).

A partir de deux inventaires floristiques de grande échelle (environ 28 000 relevés), les auteurs ont extrait deux sous-échantillons bien équilibrés, comprenant 3991 relevés chacun, effectués à travers les chaînes de montagne étudiées. Le premier sous-échantillon comprend des relevés effectués avant le milieu des années 80 (1905-1985), le deuxième après 1985 (1986-2005). L'étude se limite aux communautés forestières, pour lesquelles les changements à long terme l'emportent sur les tendances à court terme. En employant une régression logistique simple, ils ont calculé l'altitude de la probabilité maximum de présence, également appelée l'altitude optimale, pour chaque période et pour 171 espèces. Les changements de distribution altitudinale des espèces ont été définis comme la différence de leur altitude optimale entre 1905-1985 et 1986-2005.

Lenoir & al. 2008 - A

Europe / Alpes :
Les premiers effets des changements climatiques sur la végétation sont déjà visibles en région méditerranéenne, avec des dépérissements d’arbres, des changements de distribution de plantes et des modifications du régime des perturbations. Concernant les dépérissements d’arbres, on observe en effet des dépérissements depuis 2003 du pin sylvestre dans le haut Var, du sapin en Vésubie, sur le mont Ventoux et dans l’Aude. On pourrait citer aussi le déclin du chêne-liège dans les Maures dont la mortalité atteint 20 à 25% et du chêne blanc en versant nord du massif du grand Luberon. Ces dépérissements, en augmentant la nécromasse présente dans les formations végétales, peuvent avoir une incidence sur le régime des feux de végétation.
Revue bibliographique [voir les références dans l’étude].

Rigolot 2008 - A

Briançonnais (Alpes françaises) :
Les données statistiques fournies par l’ouvrage de P. Buffault (1913) et les relevés effectués depuis 1973 dans le cadre de l’Inventaire Forestier National (IFN) font état d’une forte progression du taux de boisement dans le Briançonnais de 13 % en 1913 à 21 % en 1999.

Vallée de la Clarée :
Les documents iconographiques anciens permettent d’apprécier l’évolution de la couverture végétale dans quelques secteurs. Celui du Ravin des Fournéous est à ce propos remarquable car la progression du taux de couverture végétale, de l’ordre de 15 % en 1909 à près de 40 % en 2005, y est entièrement spontanée. Logiquement, la forêt a essentiellement progressé dans la partie inférieure du versant au-dessous de 1 800 m d’altitude. À l’amont, la limite supérieure de la forêt est restée relativement stable et l’évolution se résume principalement à une densification des peuplements. [...]

Références bibliographiques et analyse de cartes anciennes

Garitte & al 2007 - A

Suisse :
Des études menées sur des cerisiers à Liestal montrent que la floraison de ces arbres est intervenue plus tôt, au cours des vingt dernières années, que cela n'avait été le cas jusqu'au milieu des années 1980. On perçoit dans la tendance à long terme que la floraison des cerisiers est désormais avancée de 15 à 20 jours.

Depuis les années 1970, les conditions hivernales de la Suisse méridionale se maintiennent clairement dans des limites climatiques favorables, qui permettent au palmier chanvre de s'implanter en concurrençant les espèces à feuilles caduques. Actuellement, le palmier chanvre se répand dans les forêts tessinoises de basse altitude (Walther 2006).
Synthèse bibliographique

North & al. 2007 - R: OFEV

Mont Schrankogel, Tyrol central, Alpes autrichiennes :
Les écosystèmes de haute montagne sont définis par les basses températures et sont donc considérés comme sensibles au réchauffement climatique. Dix ans après les premières observations sur le mont Schrankogel, on observe une variation moyenne de la richesse en espèces végétales vasculaires de 11,4 à 12,7 espèces par parcelle, soit une augmentation supérieure à 10%. L'augmentation de la richesse en espèces concerne 23 espèces (environ 43% de tous les taxons trouvé à l'écotone) comprenant à la fois des espèces alpines et nivales et est largement supérieure sur les parcelles de végétation subnivale / nivale que sur les parcelles avec une végétation de prairies alpines. Seules trois espèces ont montré une diminution du taux d'occupation des parcelles : une espèce annuelle, une espèce rare, et une plante nivale commune qui a diminué dans une partie du secteur d’étude, mais a augmenté dans la partie supérieure. La répartition des espèces a changé en lien avec les préférences altitudinales des espèces, montrant des baisses significatives de toutes plantes subnivales et nivales adaptées au froid, tandis que la couverture des espèces alpines pionnières a augmenté à plus basse altitude. Le réchauffement climatique récent dans les Alpes, qui a été deux fois plus élevé que la moyenne mondiale, est considéré comme le principal moteur des changements observés dans la répartition des espèces. Ces résultats indiquent une contraction en cours de l’aire de répartition des espèces subnivales à nivales sur leur marge inférieure et une expansion simultanée des espèces alpines pionnières dans leur zone de combat. Bien que cela ait été prévu à partir de modèles prédictifs de distribution et des préférences d'habitat liées à la température des espèces alpines et nivales, cette étude fournit la première preuve d’une diminution des espèces - très probablement - induite par le réchauffement en haute montagne dans les Alpes européennes
.
Pour étudier les changements observés dans la richesse des espèces végétales sur les hauts sommets des Alpes européennes, une configuration étendue de placettes permanentes de 1 m × 1 m a été créée à l'écotone alpin-nival (étage situé entre 2900 et 3450 m) sur le mont Schrankogel, un site pilote du réseau GLORIA situé dans les Alpes du Tyrol central, Autriche, en 1994. L'observation a été répétée pour une sélection représentative de 362 quadrats en 2004.

Pauli & al. 2007 - A

France :
Sur la période 1900 - 2000, la France a connu une augmentation significative des températures minimales et maximales, entraînant une augmentation de la demande évaporative. La sécheresse de 2003 est la plus grave qu'aient connus les peuplements feuillus depuis 1950. Elle se traduit déjà par un pic de mortalité sans précédent depuis 1989 dans les observations du réseau européen (16 km x 16 km).

Le changement climatique entraîne un allongement de la période de végétation (par avancement du débourrement et recul de la chute des feuilles) et une augmentation de l'indice de végétation atteint. De façon générale, la date à laquelle les besoins physiologiques des espèces par rapport au climat (qui peuvent être traduits en termes de besoins en froid ou en chaleur) se trouvent satisfaits se décale dans le temps. L'amplitude des changements de végétation déjà observés est particulièrement forte en Europe.

En ce qui concerne les essences forestières, ces changements se traduisent par une accélération de la croissance depuis la fin du XIXe siècle. Ce phénomène, détecté depuis les années 1980, est assez général en Europe, avec cependant des nuances régionales marquées. Soulignons cependant que ce phénomène d'augmentation de la productivité est difficile à mesurer car beaucoup de facteurs interviennent et que sa causalité fait encore débat: quelle est la part de l'augmentation du taux de CO2, de l'évolution du climat, des dépôts azotés, du passé cultural des forêts ?

Un certain nombre d'observations de modification des aires de répartition des espèces ont déjà pu être faites :
- une extension générale des« lauryphylles » (espèces à feuilles coriaces, larges, et persistantes) a pu être mise en évidence,
- la remontée en altitude a pu être observée pour un certain nombre d'espèces: + 200 m pour le gui dans le Valais Suisse entre 1910 et 1995 (Dobbertin et al., 2005).

 

Legay & Mortier 2006 - A

Monde :
Les impacts globaux du changement climatique peuvent déjà être suivis dans de nombreux systèmes physiques et biologiques, en particulier, les écosystèmes terrestres fournissent une image cohérente des changements observés. L'un des indicateurs préférés est la phénologie, la science des événements naturels récurrents, car les dates enregistrées fournissent une image temporelle à haute résolution des changements en cours. Ainsi, de nombreuses analyses ont montré une apparition plus précoce des événements printaniers sous les latitudes moyennes et hautes et un allongement de la saison de croissance. Cependant, les études publiées sur un site unique ou sur une seule espèce sont particulièrement exposées au soupçon d’être biaisées en rapportant principalement des impacts induits par le changement climatique. Aucune étude approfondie ou méta-analyse n’a jusqu'ici examiné l'éventuelle absence de preuves de changements ou de décalages sur des sites où aucun changement de température n’est observé.

Europe :
Les auteurs ont utilisé un énorme jeu de données de réseaux phénologiques systématiques de plus de 125 000 séries d'observation de 542 plantes et 19 espèces animales dans 21 pays européens (1971-2000). Les résultats ont montré que 78% de tous les enregistrements de feuillaison, de floraison et de fructification avaient avancé (30% de façon significative) et que seulement 3% ont été significativement retardées, alors que le signal de coloration/chute des feuilles est ambigu. Ils concluent que les résultats publiés précédemment sur les changements phénologiques ne sont pas biaisés : l’avancée moyenne du printemps/été est de 2,5 jours par décennie en Europe. L'analyse de 254 séries chronologiques nationales démontre sans aucun doute que la phénologie des espèces est sensible à la température des mois précédents (avancée moyenne du printemps/été de 2,5 jours °C−1, retard de coloration et chute des feuilles de 1,0 jour °C−1). Le changement observé au printemps correspond bien au réchauffement mesuré à travers 19 pays européens (coefficient de corrélation r = -0.69, P <0,001).
L'objectif cette étude était une analyse exhaustive à l’échelle européenne de tous les changements observés dans la phénologie (plantes / animaux) au cours de la période 1971-2000. Grâce à la réanalyse systématique de tous les documents disponibles, y compris ceux des réseaux phénologiques denses, cette méta-analyse permet, pour la première fois, un examen méthodique de l'absence de preuves et d’un possible biais de reporting ou de publication. En intégrant des séries de température mensuelle pour les pays, les auteurs ont pu également quantifier la réponses des espèces à la température.

Un jeu de données extrêmement abondantes de tendances dans les phases phénologiques européennes a été systématiquement recueilli au sein de l'action COST 725 "Establishing a European phonological data platform for climatological applications" comprenant tous les enregistrements phénologiques sous forme numérique disponibles à l'heure actuelle. Il comprend l’intégralité des réseaux phénologiques de 11 pays (Autriche, Belgique, République Tchèque, Allemagne, Estonie, Lettonie, Pologne, Slovaquie, Slovénie, Suisse, Russie (fourni par le projet 5FP POSITIVE)), cinq réseaux de spécialistes (Finlande, Espagne, Pays-Bas, Norvège, Royaume-Uni) et le réseau des Jardins phénologique internationaux en Europe, qui s'étend sur 14 pays, y compris, en plus de pays désignés ci-dessus, la Croatie, le Danemark, la Grèce, l'Irlande et la Macédoine. Au total, les tendances phénologiques de 542 espèces végétales dans 21 pays (125 628 séries chronologiques) et 19 espèces animales dans trois pays (301 séries chronologiques) ont été analysées.

Menzel & al 2006 - R

France :
La floraison de l'abricotier a gagné entre dix et vingt jours dans le sud-est de la France au cours des vingt dernières années. Certaines variétés de pêchers, de pommiers et d'abricotiers sont donc plus vite matures et leurs fruits se gorgent davantage de sucre l'été. En fleurissant plus tôt, ces espèces s'exposent davantage à un coup de gel tardif. Une avancée de la maturité a également été constatée pour la vigne. On a ainsi pu constater qu'en cinquante ans la date de vendanges s'est avancée de plus de trois semaines à Châteauneuf-du-Pape.
 

ONERC 2006 - R

France :
La dynamique des populations de la chenille processionnaire du pin apparaît très différente dans les neuf grandes « zones isoclimatiques » du territoire, avec un nombre très variable d’années de culmination et de latence selon que le climat est plus ou moins favorable au ravageur, et des pics de gradation parfois fortement décalés d’une zone à l’autre. Les observations réalisées depuis 1981 par les notateurs du réseau processionnaire du pin et depuis 1989 par les correspondants-observateurs du Département de la santé des forêts montrent que, dans les trois zones septentrionnales, l’aire de la processionnaire a nettement progressé vers le Nord entre les trois dernières gradations (1981–1986 ; 1987–1994 ; 1995–2004, non encore achevée en 2005…). Cette progression territoriale est ainsi très sensible dans les régions Centre et Ile-de-France. Une progression en altitude est également visible dans les Pyrénées, et surtout dans les vallées favorables du Massif central (notamment hautes vallées de la Loire et de l’Allier), dans le sud-ouest du Jura et dans les Alpes (ainsi que dans les Alpes italiennes). Cette progression de la processionnaire vers le nord et en altitude est encore plus nette si l’on se reporte à des observations réalisées dans le passé.

Dans les zones nouvellement colonisées, les nids sont très rares les premières années, puis leur nombre augmente lorsque les populations sont bien établies. Des défoliations parfois importantes peuvent alors être observées, malgré le cortège d’auxiliaires qui suit la processionnaire dans sa progression et contribue avec le climat à en limiter la progression. Cette extension de l’aire de la processionnaire du pin peut s’expliquer par l’augmentation du nombre d’automnes et d’hivers doux sous l’action possible du réchauffement climatique. Lors de la culmination d’une gradation, ce défoliateur atteint en effet sa limite latitudinale et altitudinale (expansion territoriale maximale en 1985 et 1992 par exemple), puis son aire se rétracte sous l’influence de froids suffisamment rigoureux pour entraîner une latence (1986, 1988 et 1994), ce qui se traduit par la disparition de certaines des populations les plus nordiques ou montagnardes et par une forte chute des effectifs ailleurs. La colonisation des zones marginales reprend lors du développement de la gradation suivante, avec la progression du front vers le Nord et en altitude en cas d’amélioration durable des conditions bioclimatiques.
L’action primordiale des facteurs climatiques sur la biologie de la processionnaire du pin, et notamment celle des températures minimales de janvier et de l’insolation annuelle, a été clairement établie dès les années 1960, où l’on a établi que les gradations de ce ravageur étaient en priorité liées au climat. Le réseau de surveillance de la processionnaire du pin sous sa forme actuelle existe depuis 1980-81, il permet de vérifier que les fluctuations d’abondance suivent effectivement les variations climatiques. Les résultats présentés dans cette étude constituent une simple actualisation de ceux déjà présentés de façon plus détaillée sur la dynamique des populations de la processionnaire du pin (Démolin et al., 1998) et sur l’extension de son aire de colonisation (Démolin et al., 1996). Neuf grandes zones relativement homogènes du point de vue bioclimatique pour ce ravageur ont été retenues, en faisant le choix par commodité d’affecter la totalité d’un département à une zone. Ces neuf grandes « zones isoclimatiques » ont été déterminées à partir de paramètres climatiques auxquels la processionnaire du pin est particulièrement sensible, et de l’homogénéité des courbes de population observées au sein de ces zones. Les variables climatiques présentées ne décrivent qu’imparfaitement le climat des différentes zones car elles correspondent à des moyennes. Les accidents climatiques tels que les chutes brutales de température en automne, des froids hivernaux particulièrement rigoureux ou les canicules estivales inhabituelles, qui sont très importantes pour expliquer la dynamique des populations de cet insecte, ne figurent pas dans ce tableau.

Bouhot-Delduc 2005a - E

France :
Au niveau de l’aire de la processionnaire du pin, la gradation qui a débuté dès 1994–95 après la situation de latence généralisée de l’hiver 1993–94 continue à suivre son cours. Elle a été très perturbée par les conditions climatiques. La progression des populations a en effet été interrompue une première fois par l’épisode de froid de fin octobre – début novembre 1997, l'épisode caniculaire du 10–15 août 1998 et la grande offensive du froid observée à partir de la mi-novembre 1998 (fortes gelées sur la quasi totalité du territoire), qui ont conduit à un retour à une situation de latence dans la moitié nord de la France en 1998–99. La progression des attaques observée les deux hivers suivants (1999–2000 et 2000–01) a de nouveau été interrompue par les températures caniculaires de la fin août 2001 (plusieurs records battus à plus de 38°C), puis a repris en 2002–03. Enfin, le développement de cette gradation a été perturbé une troisième fois par la vague de chaleur d’août 2003. En ce qui concerne ce dernier événement, l’été 2003 a été le plus chaud que la France ait connu ces cinquante dernières années, tant pour les températures minimales que maximales, et la canicule enregistrée du 2 au 14 août a été exceptionnelle par sa durée, près de deux semaines, et son intensité, des températures supérieures à 40°C ayant été enregistrées dans 15 % des stations. La processionnaire du pin se trouvait essentiellement aux stades adultes, oeufs et jeunes chenilles au moment de cet épisode. Ce phénomène de mortalité estivale a atteint lors de l’été 2003 une ampleur exceptionnelle, ce qui explique que les niveaux de population de la processionnaire aient sensiblement régressé en 2003–04 en France, façade atlantique exceptée.

Alpes françaises :
Dans les Alpes du Sud, où les attaques n’avaient que faiblement repris en 2002–03, les infestations ont diminué en 2003–04. Dans les Alpes-Maritimes, où des infestations très importantes avaient été observées en 1999–2000 et 2000–01, suivies en 2001–02 d’une régression dans la Haute-Tinée et les Préalpes niçoises, et de fortes intensification et extension des infestations sur l’ensemble de l’arrière-pays grassois (Préalpes de Haute-Provence) avec quelques zones fortement touchées, les niveaux de population de la processionnaire sont restés élevés uniquement dans la Haute-Tinée. Dans les Hautes-Alpes, les nids ne sont restés abondants que dans le Gapençais, où plusieurs centaines d’hectares avaient été affectés à proximité du lac de Serre-Ponçon. Enfin les Alpes de Haute-Provence, après la progression de l’hiver 1998–99, se sont démarquées par la quasi-absence de nids en 2003–04. Dans les vallées du Rhône et de la Saône, après avoir culminé à bas niveau en 2000–01 dans la région Rhône-Alpes, nettement régressé en 2001–02 et augmenté de nouveau en 2002–03, la processionnaire du pin a retrouvé en 2003–04 son niveau de latence ; en Bourgogne, les populations se sont effondrées après avoir culminé en 2002–2003 et colonisé de nouveaux secteurs. Une régression a été observée dans l’Isère (sauf dans la basse vallée de l'Ain et la plaine du Bas-Dauphiné) et dans la Loire. En Savoie, malgré la tendance à la diminution des niveaux de population, quelques dégâts et des nids abondants ont de nouveau été observés (massif de Belledonne et basses vallées de la Maurienne et de la Tarentaise).
Le suivi des populations de la processionnaire du pin Thaumetopoea pityocampa est assuré grâce à un réseau de près de 400 placettes permanentes dont la notation hivernale permet d’estimer le pourcentage d’arbres attaqués et le nombre de nids par pin. Ces observations systématiques sont complétées par les signalements spontanés des correspondants-observateurs du Département de la santé des forêts (DSF) du Ministère de l’agriculture.

Bouhot-Delduc 2005b - E

Alpes :
En 2003, l'Europe a connu son été le plus chaud depuis plus de 500 ans. Dans les Alpes, l'activité photosynthétique de juillet à septembre estimée par télédétection satellitaire montre une croissance accrue à haute altitude et réduite à basse altitude en réponse à ces températures estivales extrêmes. Par rapport aux valeurs moyennes de la période 2000-2004, la fraction de rayonnement absorbée par photosynthèse a été 5% plus basse à l'étage collinéen, proche de la moyenne aux étages montagnard et subalpin, et au-dessus de la moyenne de 5% à l'étage alpin et de 28% à l'étage nival. L'index d'activité végétale NDVI estival calculé pour ces mêmes étages de végétation montre des valeurs similaires (sauf à l'étage nival où l'augmentation estimée est de 8%). La distribution spatiale de ces variations de l'activité photosynthétique avec l'altitude en 2003 est cohérente sur l'ensemble des Alpes, excepté dans le sud-est de la France où les températures estivales ont été encore plus élevées que dans le reste des Alpes. L'augmentation de l'activité photosynthétique à haute altitude a été moindre dans cette région. Ces très fortes températures ont pu induire un stress hydrique même aux plus hautes altitudes.

La durée de la saison de croissance effective dérivée des données météorologiques de surface a été plus courte en 2003 en moyenne de 9% et 5% aux étages collinéens et montagnards respectivement et plus longue de 2%, 12% et 64% aux étages subalpin, alpin et nival respectivement. Les mesures de croissance in situ en forêt effectuées en Suisse sont en accord avec cette distribution et révèlent qu'elle est cohérente entre les différentes espèces.

Les données suggèrent que les températures estivales accrues ont allongé la période sans neige pendant la saison de croissance à haute altitude tandis qu'elles ont fait augmenter la demande évaporative à basse altitude. Les résultats obtenus démontrent que les changements climatiques ont un impact sur les plantes qui va au-delà d'une simple élévation des étages de végétation.

Les auteurs ont utilisé une approche multidisciplinaire combinant des données de télédétection satellitaire de plusieurs issues de plateformes, des observations météorologiques de surface et de mesures de croissance forestière pour analyser les impacts de la vague de chaleur de l'été 2003 sur la végétation naturelles des Alpes européennes.
Ils ont utilisé les estimations de la fraction de rayonnement absorbée par photosynthèse (FPAR) dérivées des données Terra/MODIS disponibles pour la périoide 2000-2004. La fraction moyenne de juillet à septembre exprimée en tant que pourcentage de la moyenne sur cinq ans a été calculée pour les cinq étages de végétation suivants : collinéen (<700m), montagnard (700m–1400m), subalpin (>1400m– 2100m), alpin (>2100m–2800m) et nival (>2800m). Ce paramètre a été comparé aux données d'activité végétale du Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) du jeu de données Global Inventory Modeling and Mapping Studies (GIMMS).
Les données météorologiques de 150 stations réparties sur l'ensemble des Alpes ont été utilisées pour estimer la longueur de la saison de croissance "effective" pour chaque année de la période d'enregistrement 1995-2004, calculée comme la somme des indicateurs de croissance quotidiens qui sont le produit des limites de basse température et de forte demande évaporative. Les durées ainsi calculées pour 2003 ont été exprimée en tant que pourcentage de la valeur moyenne sur dix ans pour chaque étage de végétation.
Des données de différences de de croissance radiale et et de changements de la durée du feuillage ont également été considérées [voir l'étude].

Jolly & al. 2005 - A

France :
La durée de végétation des forêts de France métropolitaine s'est allongée d'environ douze jours sur les dix dernières années, et les dates des vendanges ont avancé de près de trois semaines depuis 1945. Une croissance plus rapide des arbres dans certaines régions du globe, et notamment en France, est observée depuis les dernières décennies. L'Inra constate que la croissance des peuplements forestiers a augmenté, depuis le début du XIXe siècle, d'environ 30 %. Cette évolution est favorisée par l'augmentation de la température, des précipitations et du contenu de l'air en gaz carbonique, liées au réchauffement climatique, mais l'augmentation de la teneur atmosphérique en dioxyde de soufre et en composés azotés y joue aussi certainement un rôle.
 

ONERC 2005 - R

Sainte-Baume (PACA, France) :
La croissance du pin d'Alep s'est accélérée au cours du XXè siècle, indépendamment de l'altitude et du bilan hydrique, tandis que celle du pin sylvestre a diminué fortement entre 700 et 1500 m d'altitude (Vila et al., 2005). La productivité du pin sylvestre à basse altitude est restée stable ou a augmenté (certainement en raison d'une meilleure adaptation génétique).

L'étude des cernes caractéristiques a montré que les principaux facteurs limitant la croissance et la survie du pin d'Alep étaient les gels intenses. Pour le pin sylvestre, ce sont les sécheresses et les températures très élevées. La limite théorique entre pins sylvestre et d'Alep devrait varier rapidement en altitude et latitude à l'avenir. Les observations de terrains vont dans ce sens : de jeunes pins d'Alep se rencontrent 200 m plus haut que les peuplements âgés à la Sainte-Baume.

L'année 2003 n'a pas été catastrophique pour la croissance en diamètre, conformément aux prédictions des modèles. La végétation a cependant beaucoup souffert : perte d'une forte proportion d'aiguilles ou perte précoce de feuilles, problèmes au niveau des racines et des cellules vasculaires empêchant les arbres de stocker des réserves. Un fort impact négatif sur la croissance s'est produit en 2004. Ce sont surtout les effets différés sur l'état sanitaire et la surface foliaire, qui ont été importants, limitant la capacité de croissance pour de nombreuses années. La canicule de 2003 a eu des effets marqués sur les deux espèces mais le pic de mortalité a été plus marqué pour le pin sylvestre.
Les travaux sont surtout basés sur la dendroécologie. Le dispositif expérimental comporte une série de placettes alignées le long d'un transect altitudinal sur le versant nord du massif de la Sainte-Baume. Le choix du site, homogène pour le régime pluviométrique, ainsi que la grande homogénéité des substrats, des sols et de la topographie au niveau des placettes permettent de mettre en évidence les variations de réactivité des arbres au climat sur le seul critère de différences de températures.

Vennetier & al. 2005 - A

Alpes suisses - Chaîne de la Bernina :
De nouveaux relevés de la composition floristique des plantes vasculaires sur dix sommets de haute montagne dans la région de la Bernina ont été effectués en appliquant une méthodologie identique à celle utilisée lors de deux précédents relevés (1905 et 1985). Alors que les études précédentes de changement floristique de la végétation des montagnes européennes étaient fondées sur une réévaluation unique, cette étude fournis pour la première fois une analyse pour deux intervalles de changement.

Cette étude a non seulement confirmé une augmentation générale du nombre d’espèces végétales sur les sommets de haute montagne, mais les résultats suggèrent également une réponse rapide de la végétation alpine aux conditions de la décennie la plus chaude (les années 1990) et, par conséquent, une tendance à l'accélération de la tendance à la migration en altitude des plantes alpines.

Ce changement accéléré dans sud-est des Alpes suisses depuis 1985 est compatible avec une explication climatique. Jusqu'à présent, l'augmentation observée du nombre d'espèces n'a pas entraîné le remplacement des espèces alpines spécialistes par des espèces de basse altitude, mais a plutôt conduit à un enrichissement de la diversité végétale globale sur les sommets. Les études futures devraient se concentrer également sur les marges inférieures de la distribution des espèces alpines, où des preuves d’une diminution de la richesse en espèces pourraient être détectées en premier
.
Des sommets de haute montagne du massif de la Bernina, dans le sud-est des Alpes suisses, ont été sélectionnés parmi les sommets de montagnes où des relevés floristiques avaient été faits dans les années 1900 par Rübel (1912) et à nouveau 80 ans plus tard par Hofer (1992). De nouveaux relevés ont été faits en juillet-août 2003 sur dix sommets entre 2959 et 3262 m d'altitude, parmi lesquels huit sont inscrits en roches siliceuses et deux autres ont un sous-sol calcaire. Tous les sommets dépassent l'altitude de l’étage de végétation alpine fermée. Par conséquent, la couverture végétale sur ces sites est généralement clairsemée avec des occurrences éparses de plantes isolées et seulement à quelques endroits quelques îlots de végétation fermée, le reste de la surface étant constituée de roche nue ou d’éboulis. Afin d'assurer la comparabilité, les auteurs ont reproduit la méthodologie utilisée lors des deux premiers relevés. La partie supérieure des sommets (en général sur 10 m altitude) a été investiguée en détail et la présence de toutes les espèces de plantes vasculaires enregistrée. Des tests des rangs signés de Wilcoxon ont été utilisés pour analyser les différences moyennes entre des paires d'observations pour chaque sommet (N = 10) pour les deux intervalles de 1905-1985 et 1985-2003, en utilisant à la fois les valeurs absolues et les variations relatives (c.a.d. le taux de variation dans la richesse en espèces par décennie).

Walther & al. 2005 - A

Alpes :
La colonisation de la zone de combat (2400- 2500 m ) par le pin Cembro (Pinus cembra) dans le Piémont occidental (Italie) au cours des 60 dernières années est attribuée au réchauffement récent (Motta et Masarin, 1998). De même, l'épicéa commun (Picea abies) a colonisé la zone de combat (1850- 1950 m ) à Kärnten (Autriche) depuis 90 ans et en particulier au cours des 60 dernières années (Stützer, 1999) qui prévoit une élévation supplémentaire de 50 m dans un futur proche.

Localement ou régionalement, le réchauffement des prochaines décennies pourrait affaiblir les espèces dominantes à travers d'importantes défoliations causées par la prolifération des parasites, et pourrait changer leur potentiel de réponse face au changement climatique. C'est ce qui est arrivé à l'épicéa commun ( Picea abies ) dans les Préalpes italiennes (Marchisio et al., 1994). Des conditions plus chaudes et sèches se sont succédé plusieurs années, améliorant ainsi la qualité de l'alimentation (plus haut niveau de sucre dans les aiguilles) et réduisant la mortalité de l'insecte ( Cephalcia arvenis Panzer) et accélérant son développement.


La zone de combat représente une frontière liée à la température, dont l'inertie compense à la fois les variations positives et négatives du climat, empêchant une variation linéaire de la limite forestière (Körner, 1998, 1999). Par exemple, aucun changement n'a été observé dans l'étage subalpin, dans la zone de contact entre le pin sylvestre (Pinus sylvestris) et le pin Cembro (P. cembra), malgré une augmentation de 0.8 K de la température estivale moyenne sur 30 ans (Hättenschwiler et Körner, 1995; Körner, 1995). Des études de macro-fossiles et palynologiques montrent que la limite forestière ne s'est pas élevée de plus de 100- 300 m au cours du Boréal et de l'Atlantique (l'Atlantique, 6000-5000 BP, était la période la plus chaude de l'Holocène). Une augmentation de 1-2 K de la température annuelle moyenne ne devrait donc pas déplacer la limite forestière actuelle de plus de 100- 200 m vers le haut.
Synthèse bibliographique

Theurillat & Guisan 2001 - A

Alpes bernoises (Suisse) Schynige Platte :
Les résultats d'ordination pour les sites d'Alpengarten et Lüdiwiese montrent clairement un déplacement de la composition des espèces entre les années 1930 et 1990. Pour le site d'Alpengarten, on voit que la composition en espèces des 6 placettes de végétation a considérablement changé au cours du temps. La différence dans la composition en espèces semble être plus grande pour les premiers relevés que pour les plus récents. Le site de Lüdiwiese présente aussi un net déplacement dans la composition des espèces depuis 1934. La probabilité de trouver une espèce qui préfère des conditions climatiques plus chaudes a doublé depuis les années 1930 et une tendance au déplacement, des espèces alpines aux espèces subalpines, a été observée. L'étude indique également une augmentation des espèces exigeant des températures plus douces et de plus faibles amplitudes thermiques.
 
Les déplacements observés sont autant le résultat de conditions modifiées de température que de changements des disponibilités nutritives. En conséquence, deux signaux indépendants peuvent être détectés. Le changement de la composition en espèces des placettes expérimentales est probablement plus dû à l'évolution des caractéristiques nutritives et de l'acidité du sol.

Une corrélation négative entre la probabilité de présence d'espèces à plus faible demande thermique et le nombre moyen de degrés-jours des sept années précédant les relevés de végétation a été observée. A l'inverse, une corrélation positive entre la probabilité de présence d'espèces à plus forte demande thermique et le nombre de degrés-jours a été détectée.

Au Schynige Platte, il y a donc une relation claire entre la probabilité décroissante de trouver des espèces préférant des conditions plus fraîches, la fréquence croissante d'espèces qui répondent positivement aux températures moyennes plus élevées et le nombre de degrés-jours ; et donc l'évolution des températures au cours du siècle. Ces processus peuvent être considérés comme un changement dirigé de la composition en espèces dû aux changements des conditions environnementales. Ces changements affectent principalement les espèces aux exigences thermiques basses ou hautes.

A Schynige Platte, alors que les températures moyennes sont légèrement plus élevées (à cause de l'augmentation des températures minimales essentiellement), l'amplitude des variations de températures quotidiennes a diminué depuis les années 1930 (Rebetez et Beniston, 1998). La tendance est donc vers un régime climatique plus tempéré.
 La zone d'étude est le Schynige Platte, à 2000 m d'altitude dans les Alpes bernoise (Suisse), avec des données sur la végétation remontant aux années 1930. L 'évaluation a été menée sur des placettes expérimentales groupées dans le secteur de l'Alpengarten (association phyto-sociologique à Seslerio-Caricetum ) et de Lüdiwiese ( Geo montani-Nardetum ).

Le programme MULVA- 5 a été utilisé ici. Le nombre d'espèces a été transformé en absence/présence et les relevés ont été arrangés selon l'année d'échantillonnage.

Une matrice de ressemblance a été calculée à partir du ratio de similitude de Van der Maarel. L'échelle d'abondance de couverture de Braun-Blanquet a du être transformée en groupes quantitatifs selon la suggestion de Van der Maarel (1979). Enfin, une analyse principale des coordonnées (PCOA) a été calculée.

Une probabilité de présence a été calculée pour chaque espèce et chaque site, récapitulant toutes les placettes d'un site.

Le nombre moyen de degrés-jours des sept années précédant un relevé de végétation a été calculé avec les probabilités de présence de n'importe quel groupe d'espèces formé sur la base des traits de température (valeurs d'indicateur).

Keller & al 2000 - A

Alpes suisses et autrichiennes :
Les limites supérieures des arbres naturelles/climatiques sont des limites relativement discrètes dans le paysage, établie à une certaine altitude au sein d’un gradient continu d’autres changements environnementaux. Par rapport à la deuxième moitié du 19e siècle, les températures moyennes actuelles représentent un réchauffement de 1,5 K pour la période de croissance (de Juin à Septembre) à l’altitude de la limite supérieure de la forêt dans les Alpes. En étudiant des cernes d’arbres le long de transects altitudinaux au niveau et en dessous de la limite supérieure de la forêt sur 9 sites entre 2100 et 2480m dans les Alpes européennes (Suisse et Autriche), cette étude a permis (1) de déterminer si la croissance de la tige radiale diminue brusquement ou progressivement, et (2) de tester les influences climatiques sur les arbres près de la limite supérieure des arbres en analysant des transects pour différentes périodes climatiques historiques. Alors que la hauteur des arbres diminue progressivement vers la limite des arbres, il n'y a pas de tendance générale à la croissance de l'arbre radial. On observe des changements plutôt brusques qui impliquent des effets de seuil dans la température, qui s’est décalée vers le haut à la manière d’une vague à mesure que les températures ont augmenté au cours des derniers 150 ans. Actuellement, la croissance radiale des arbres à la limite des arbres dans les Alpes est de la même ampleur qu’à plusieurs centaines de mètres au-dessous de la limite forestière actuelle. Au cours de courts intervalles, la largeur des cernes est plus dépendante de la variabilité climatique interannuelle que de la distance altitudinale à la limite des arbres. Les auteurs concluent que (1) la réponse altitudinale des cernes comporte une composante de seuil (une température saisonnière minimale) et que (2) la croissance radiale est plus fortement corrélée avec les variations annuelles du climat d’une année sur l’autre que par l'altitude de la limite des arbres en tant que telle. Les données indiquent que la position de la limite actuelle de la forêt reflète les influences des climats passés et non pas le climat actuel.
 Cette étude a pour objet la réponse de la croissance radiale des arbres sur un gradient altitudinal de 250 m au sein de l’écotone de la limite supérieure des arbres en Europe centrale. Les tendances altitudinales dans la croissance radiale sont explorées afin de comprendre les limites supérieures de répartition des arbres. Les auteurs ont eu recours à une analyse de courbure de la baisse en altitude de la largeur des cernes dans la zone supérieure de croissance des arbres. La courbure (diminution de la largeur des anneaux de croissance avec l'altitude) près de la limite des arbres est analysée pour fournir une "empreinte" de la dépendance actuelle et passée de la croissance des arbres au climat. Des carottes ont été prélevées le long de transects altitudinaux depuis la position la plus haute des arbres isolés jusqu’au bas de l’écotone de la limite des arbres sur chacun des neuf sites d’étude dans les Alpes suisses et autrichiennes. À chaque endroit, les arbres dominants ont été échantillonnés le long d'un transect. Seuls les arbres intacts et non déformée ont été considérés.

Paulsen & al 2000 - A

Alpes françaises du Nord – Vallée de la Maurienne (Savoie) :
Les différentes trajectoires dynamiques recensées en moyenne Maurienne montrent que la place des lisières forestières au sein de la mosaïque phyto-morphologique est déterminante pour leurs potentialités d’évolution. La géomorphologie apparaît comme un facteur structurant fondamental des paysages et des dynamiques ligneuses. L’utilisation de la limite supraforestière comme indicateur des changements climatiques n’est envisageable que sous deux conditions : il faut décliner les paramètres climatiques à plusieurs échelles, en établissant une correspondance avec les processus dynamiques eux-mêmes pluriscalaires et il faut tenir compte du rôle du substrat, facteur fondamentalement spatial.

Les changements anthropiques, amorcés au siècle dernier dans les zones de montagne, ont provoqué la mise en place de dynamiques végétales qui révèlent le fonctionnement des écosystèmes d’altitude à travers des réactions précoces et des processus à long terme. Il apparaît, en effet, que selon l’échelle d’observation choisie, la dynamique de la limite supraforestière s’exprime par des phénomènes différents. À l’échelle du secteur, le processus en question est la fluctuation des étages bioclimatiques et morphodynamiques. Elle se traduit par le déplacement altitudinal de la limite linéaire entre deux matrices, l’une forestière, l’autre aforestière. À l’échelle des sites, l’évolution de la limite supraforestière correspond au développement des systèmes phytomorphogénétiques constituant la zone écotonale en mosaïque. Elle se traduit par le déplacement de lisières, correspondant à des successions ou des substitutions. À l’échelle des placettes, le processus dynamique correspond aux phénomènes de dissémination, de germination et de compétition. Chacun de ces trois processus est en partie dépendant du climat, mais les paramètres climatiques déterminants ne sont pas les mêmes par rapport à l’échelle spatio-temporelle des évolutions en cours. À l’échelle des sites, par exemple, le climat n’agit pas à travers des paramètres macroclimatiques, mais méso- et microclimatiques, comme la durée et l’épaisseur du manteau neigeux ou le nombre de jours sans gel. Ces paramètres ne dépendent pas directement de la température moyenne annuelle, mais de régimes saisonniers ou des amplitudes journalières. L’évolution des paramètres méso- et microclimatiques et celle des régimes saisonniers et journaliers peut être disproportionnée ou opposée à l’évolution de la température moyenne. En outre, elle dépend autant des précipitations que des températures.
 L’étude des successions post-pastorales dans l’étage subalpin en moyenne Maurienne (Savoie, France) amène les auteurs à une mise au point méthodologique et à une critique sur l’utilisation de la limite supraforestière comme indicateur des changements climatiques. Ils proposent une démarche hiérarchique et systémique pour aborder la complexité et l’hétérogénéité du phénomène « limite supraforestière ». Cette dernière est considérée comme une zone écotonale en mosaïque dont l’évolution peut être appréhendée (1) par rapport à une limite moyenne en observant cette mosaïque de loin, (2) en considérant les contacts entre les unités à la fois physionomiques et géomorphologiques qui constituent la mosaïque, ou (3) à l’échelle de lisières forestières individuelles.

Didier & Brun 1998 - A


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises – vallée de Chamonix :
Les prédictions des LME (effets linéaires mixes) pour 2021-2080 ont mis en évidence la prolongation des dynamiques de retrait glaciaire, de l’augmentation de la limite forestière et des successions primaires dans les marges proglaciaires. Le SRC (changement de portée de colonisation des espèces) observé est le plus important dans le cas du scénario non filtré (-10%), intermédiaire dans le cas du scénario dynamique (-15%) et le moins important dans le cas du scénario statique (-31%). Les différentes espèces d’arbres sont le seul groupe dont l’expansion a été modélisée pour la période 2051-2080. Bien que l’expansion des différentes espèces alpines soit décrite en diminution par les 3 scénarios, cette tendance est atténuée dans le cas du scénario dynamique d’occupation des sols par l’ouverture de nouveaux habitats, conséquence du recul glaciaire. Nous avons ainsi mis en place un cadre pour combiner les évolutions de l’occupation du sol avec les prédictions du modèle de distribution des espèces. Notre étude montre qu’incorporer les changements d’occupation du sol augmente la pertinence des prédictions concernant l’évolution de l’habitat et mène à des résultats, sur la future distribution des plantes alpines, contrastés. L’habitat des plantes alpines pourrait ainsi moins diminuer qu’annoncer dans les prédictions du modèle de distribution des espèces, en raison du recul des glaciers au cours du XXIème siècle.
 

Carlson&al 2014- A

Espace Alpin:
D'après les scénarios climatiques envisagés, on peut voir qu’une prolongation de la saison de croissance est prévue pour les Alpes, par rapport aux conditions de référence de la période 1961–1990. Cette extension est étroitement liée à un démarrage plus précoce de la saison de croissance ainsi que d'une fin plus tard de celui-ci.
Les Alpes montrent une tendance à l'évapotranspiration potentielle jusqu’à environ 50 mm/an supplémentaires dans les fonds de vallée et sur le flanc sud, soit environ + 10% par rapport aux conditions actuelles. Cela va d'un côté correspondre à des possibilités accrues de culture, mais de l'autre côté à une demande en eau généralement plus élevée des cultures. Cela se traduit par des variations du bilan hydrique météorologique correspondant. Dans les parties hautes et centrales des Alpes, l'augmentation des précipitations suggère des changements positifs dans le bilan hydrique météorologique. Sur les flancs sud et moins élevées des Alpes, cependant, une augmentation de l'évapotranspiration potentielle indique la possibilité de conditions où la disponibilité en eau constituerait un facteur limitant pour la croissance des cultures.

L’indice de sécheresse (de Martonne) suggère des conditions généralement plus arides sur l’ensemble des Alpes à l'exception de certaines parties du centre et en altitude, où la tendance pourrait être inversée. L'indice en lui-même en a une nature comparative, étant un rapport classique entre précipitations et températures. La variation de l'indice indique l'intensité relative et le signe des changements de l'aridité dans la région. Le motif spatial est similaire à celui du bilan hydrique météorologique.
D’après les projections effectuées avec l'indice de Nesterov, tandis que les Alpes orientales devraient connaître une légère augmentation du danger d’incendie de forêt, la partie orientale (maritime) des Alpes devrait devenir beaucoup plus à risque sous l’effet du changement climatique en raison des effets combiné de l'aridité et de l’augmentation des températures. Le piémont sud des Alpes serait aussi généralement plus à risque.
Les tendances climatiques suggèrent une élévation potentielle de la limite des arbres et une expansion de la variété des cultures. L'indication générale de l'augmentation projetée de l’altitude de la limite des arbres, basée sur les effets thermiques, est que les zones propices à la forêt pourraient s’accroître de manière significative dans les Alpes.

Dans tous les cas et en fonction du paramètre considéré, les résultats contiennent de l’incertitude et représentent une large gamme d'intensités possibles d'impacts. Particulièrement les impacts s'appuyant sur des paramètres avec des incertitudes élevées doivent être interprétées avec prudence. Un autre aspect est la valeur moyenne considérée pour l'ensemble de la région. Il faut toujours garder à l'esprit que les résultats représentent des valeurs agrégées qui ne sont pas représentatives des vallées ni des secteurs d’altitude supérieure à 1500 m, mais qui couvrent toute la gamme des altitudes des Alpes (ou des régions modèles étudiées).
Ce rapport présente les résultats des scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au WP4 « évaluation de la vulnérabilité » du projet Espace Alpin CLISP. Ces simulations ont été calculées sur la base de huit scénarios climatiques disponibles gratuitement auprès de sources nationales (Umweltbundesamt Deutschland) ou européennes (projet ENSEMBLES du 6e PCRD) [Cf. Temperature + Precipitation].
La saison de croissance est définie comme la période de l'année où la température moyenne quotidienne est supérieure à 5°C. Le début, la fin et la longueur de la saison de croissance sont dérivés pour chaque cellule de la grille. Les degrés-jours de croissance sont définis comme la somme de degré accumulée dessus d'une température de référence définie (ici fixé à 5°C). Enfin, la différence pour ces paramètres entre les conditions futures et les conditions de référence (présent) est un indicateur des changements potentiels. Il faut clairement garder à l'esprit que cette évaluation a de fortes limitations liées à la fiabilité des valeurs absolues des températures quotidiennes estimées par les modèles climatiques. Chaque fois que de telles températures quotidiennes sont comparées à un seuil, comme pour le présent indicateur, le biais dans les estimations du modèle peut être reflété dans le résultat final dans une large mesure. Malgré ces limites, l'évaluation indique une hausse potentiellement importante de la longueur de la saison de croissance, qui peut entraîner des effets positifs en termes de production agricole dans certaines régions.
Le bilan hydrique météorologique est défini comme la différence entre les sommes de précipitations et la somme de l'évapotranspiration potentielle. Il peut être utilisé comme un indicateur là où la diminution des précipitations combinée avec une évapotranspiration potentielle plus élevée contribuera à plus grande demande en eau pour l'irrigation. L'évapotranspiration potentielle peut quant à elle être considérée comme un indicateur de la demande en eau des cultures dans des conditions climatiques données. L'augmentation de l’altitude de la limite des arbres a été projetée selon une méthode décrite plus en détail dans Kass et al., 2011, basée sur les seuls effets thermiques, sans considération des limites morpho-édaphique.

EURAC 2011 - R: CLISP

Alpes françaises – Premiers résultats de l’Observatoire du dépérissement forestier des Alpes-Maritimes :
La spatialisation des risques de dépérissement dans les Alpes-Maritimes a permis de diagnostiquer qu’environ la moitié des sapinières et de même la moitié des pineraies sylvestres présentent un risque de dépérissement si la tendance actuelle se prolonge, sans préjuger des changements climatiques à venir.
Un modèle de prédiction des zones à risque de dépérissement a été établi, pour le sapin, en combinant les facteurs déterminants significatifs. Cette combinaison se traduit par une clef de détermination, établie par niveaux d’échelle emboîtés, et traduite en une carte de vulnérabilité.

Maréchal & Ladier 2011 - A

Alpes suisses :
Les formations arbustives et les prairies alpines sont façonnées par les conditions climatiques extrêmes, comme une couverture neigeuse de longue durée et une courte période de végétation. Ces écosystèmes sont très sensibles aux changements environnementaux mondiaux. Des saisons de croissance prolongées et des variations de température et de précipitations sont susceptibles d'affecter la phénologie et la croissance des plantes. Dans une expérience unique, la climatologie et la croissance des plantes a été suivie pendant près d'une décennie sur 17 stations nivo-météorologiques dans différentes régions alpines le long des Alpes suisses. Les analyses de régression ont révélé des corrélations hautement significatives entre la température moyenne de l'air en mai/juin et la fonte des neiges, le début de la croissance des plantes et la hauteur des plantes. Ces corrélations ont été utilisées pour projeter la phénologie de la croissance des plantes dans les conditions climatiques futures fondées sur les sorties d'un ensemble de modèles climatiques régionaux.
Les résultats indiquent que d'ici la fin du siècle, d'importants changements dans le calendrier de la fonte des neiges (6-26 jours plus tôt), le début de la croissance (une semaine à un mois plus tôt) et la productivité des plantes alpines devraient se produire. Cela peut sembler représenter des changements relativement faibles. Cependant, comme la période de végétation dans les Alpes est très courte, l'apparition précoce de la croissance peut entraîner un quasi doublement de la longueur de la période de végétation. De même, les projections prévoient jusqu'à un doublement de la production de biomasse sur une saison, ce qui représente une augmentation spectaculaire de la productivité et qui va modifier considérablement la dynamique des écosystèmes alpins.
En outre, on s’attend à des changements dans les processus de l'écosystème, tels que le cycle du carbone et des éléments nutritifs, ainsi que des changements dans le potentiel de la végétation à réduire ou à augmenter les aléas naturels tels que les avalanches ou les glissements de terrain.
Les auteurs ont utilisé un jeu de données unique d'un réseau suisse de stations de mesure de neige automatisées réparties sur la partie centrale des Alpes (Jonas et al., 2008). Leur étude a permis de déterminer des prédicteurs nivo- climatologiques pour la hauteur des plantes et les taux de croissance de la végétation sur ces sites en utilisant une analyse causale. Cependant, leurs prédicteurs constituent des interactions complexes entre la fonte, la température et les précipitations, qui sont aujourd'hui difficilement prévisibles à partir des données des modèles de circulation générale (GCM) ou des modèles climatiques régionaux (RCM). Pour surmonter ce problème, les auteurs ont réanalysé l'ensemble des données pour établir la corrélation entre la croissance des plantes et des indices climatiques qui soient bien représentés par les données des modèles climatiques actuels. Ils ont alors utilisé les corrélations entre la date de début de la fonte des neiges, le début de croissance et la hauteur des plantes et les températures de Mai et Juin pour projeter les effets du changement climatique futur. Les résultats représentent les premières estimations quantitatives et spatialement explicites des impacts du changement climatique sur la durée future de la saison de croissance et la productivité des différentes communautés de plantes alpines dans les Alpes suisses.

Ramming & al 2010 - A

France :
Les sécheresses étaient jusqu’à récemment considérées par le sylviculteur comme de simples aléas climatiques conjoncturels, expression d’une fatalité naturelle avec laquelle il devait composer sans pouvoir la contrôler. Or, les travaux des climatologues, dans les deux dernières décennies, ont placé le forestier devant une perspective nouvelle. Le réchauffement climatique est passé du stade d’hypothèse à celui de quasi-certitude. Pour la forêt, dont la caractéristique principale est sa croissance sur le long terme, ces conclusions sont d’une importance capitale. Une année comme 2003, dont la sécheresse a surpris tout le monde et a, rappelons-le, causé 15 000 morts en France, est annoncée comme ce qui paraîtra une année moyenne aux alentours de 2070 ! Tout arbre planté aujourd’hui sera donc confronté à un climat différent de celui que nous connaissons actuellement. Le sylviculteur ne peut faire abstraction de ces simulations, même si l’ampleur du réchauffement (de 2 à 4 °C en moyenne en un siècle ?) est encore controversée. De nombreuses questions sont ainsi soulevées, qui n’ont pas – pour l’instant – reçu de réponses sûres
.
 

Riou-Nivert 2009 - A

Régions méditerranéennes (Europe) :
Les données des paléoécologues ont été utilisées par les modélisateurs du climat pour forcer ou valider leurs modèles prédictifs. Ces modèles sont très alarmistes pour nos régions méditerranéennes et annoncent un accroissement de la sécheresse. Une telle tendance est déjà observée en Afrique du Nord pour les derniers 30 ans. Cependant, il y a encore beaucoup de contradictions entre les différents modèles climatiques existants et, ce que nous annoncent les modélisateurs, comporte une large part d’incertitude, plus particulièrement en ce qui concerne le caractère des précipitations et la saisonnalité. La seule façon d’avancer est une remise en chantier permanente de ces modèles en les nourrissant notamment, pour ce qui nous concerne, par un flux d’informations paléoenvironnementales de plus en plus précises et mieux datées. Mais si l’aridité s’accroît dans le sud de l’Europe, il faut dès maintenant s’y préparer en termes de gestion de la ressource en eau et, pour les forestiers et les agronomes, en sélectionnant des souches résistantes à la sécheresse et en acceptant l’idée que nos paysages seront bouleversés par un réchauffement qu’il faut accompagner si l’action internationale ne parvient à le mitiger
. 
Les auteurs font un bref rappel des conditions climatiques ayant déterminé la mise en place des écosystèmes forestiers méditerranéens, avec une attention particulière pour les derniers millénaires durant lesquels les déterminismes climatiques ont souvent été oblitérés par les perturbations de l’Homme.

Beaulieu & Andrieu-Ponel 2008 - A

France :
Dans le cadre du programme CARBOFOR, des simulations ont été faites pour le pin maritime dans le Sud-Ouest, et pour le chêne et le hêtre dans le Nord de la France. Une première expérience virtuelle a simulé l'évolution de la productivité potentielle, et montre des tendances contrastées, avec une évolution irrégulière, plutôt à la baisse, de la productivité du pin maritime dans le Sud (avec une forte baisse vers 2060), et une tendance à la hausse pour le hêtre dans le Nord, plus nette à l'Est qu'à l'Ouest.

Les scénarios d'évolution aux horizons 2050 et 2100 des aires de répartition potentielles montrent une forte progression des groupes méditerranéens et atlantique, et une régression des espèces montagnardes.
 L'aire d'un certain nombre d'espèces forestières, caractérisée par la présence ou l'absence de ces espèces dans les relevés IFN, a pu être modélisée à partir de variables de description des sols (issues de la BD sol), de variables climatiques provenant du modèle AURELHY (Météo France), et de l'ETP (évapotranspiration potentielle) calculée à partir d'images SATMOS (Météo France). Les espèces prises en considération ont été regroupées par affinités biogéographiques en groupes chorologiques.
Le remplacement des données climatiques actuelles par les données prévues par le scénario climatique (modèle Arpège) en 2050 et 2100 a permis de modéliser le déplacement des aires potentielles.

Legay & Mortier 2006 - A

France :
Selon une étude réalisée par l'INRA et Météo France, une augmentation de la température moyenne de 2°C entraînerait un triplement des surfaces des espèces méditerranéennes comme l'olivier, le chêne vert et diverses espèces de pins. C'est toutefois le pin maritime des Landes et quelques essences du Sud-Ouest et du littoral breton (comme le chêne tauzin) qui connaîtraient la progression la plus spectaculaire. Le pin sylvestre, essentiellement présent dans la partie nord de l'hexagone verrait ses surfaces diminuer avec une accélération dès 2030 et pourrait disparaître de l'est de la France.

ONERC 2006 - R

Vallées de la Dischma (Grisons) et de Gantertal (Valais), Alpes suisses :
Les conclusions suivantes peuvent être tirées de cette étude : Premièrement, le changement climatique projeté pour le futur aura un impact important sur la végétation forestière, en particulier sur la production de biomasse, ainsi que sur la composition des espèces le long des gradients altitudinaux. Tandis que la gestion forestière aura toujours un effet visible sur le paysage dans les deux secteurs d'étude, les changements de végétation causés par le changement climatique auront une influence beaucoup plus grande sur la biomasse et sur la distribution des espèces.
Deuxièmement, le changement climatique futur projeté, qui est dans la gamme de nombreux autres scénarios climatiques "state-of-the-art" pour le 21e siècle, conduit à une augmentation de la sécheresse estivale. Cela augmente la probabilité d'occurrence du feu. Ces résultats suggèrent qu'il importe d'inclure les perturbations causées par le feu dans les futures études de dynamique paysagère dans les Alpes européennes et probablement aussi ailleurs dans la zone tempérée. Les études qui traitent des effets directs du climat seulement (e.g. Bugmann, 1997) peuvent fournir une image incomplète des trajectoires futures des forêts de montagne. Selon les résultats de la présente simulation, il est probable que le feu devienne un agent important de l'évolution du paysage dans le futur. Cela est même vrai dans les secteurs où ne se produisent pas de feux majeurs dans les conditions climatiques actuelles, tels que la vallée de la Dischma. Ainsi, comme effet indirect du changement climatique, le feu aura probablement un fort impact sur le couvert forestier en plus des effets directs du climat.
Troisièmement, les effets des changements dans le régime de perturbation par le vent ou dans les activités d'exploitation sont susceptibles d'être surpassés par (1) les effets directs du changement climatique futur sur la distribution des espèces et la biomasse, et (2) les effets indirects de l'augmentation de l'activité du feu.
Finallement, les résultats de cette étude suggèrent des changements considérables dans le couvert forestier, commençant dans les prochaines décennies.
Les auteurs concluent que la conjonction d'effets directs et indirects du changement climatique sont susceptibles (via les changements dans le régime des feux) d'avoir des conséquences majeures pour les forêts de montagne dans les Alpes européennes, et sur leur capacité à fournir une protection contre les dangers naturels.
Les auteurs ont évalué les interactions entre la dynamique forestière, le changement climatique et les perturbations à grande échelle telles que le feu, le vent et la gestion forestière. Ils ont utilisé le modèle LANDCLIM pour examiner l'influence, les interactions et l'importance relative de ces différents facteurs de la dynamique forestière pour deux secteurs d'étude dans les Alpes européennes. La structure de base de LANDCLIM consiste en un modèle local qui simule la succession forestière pour chaque cellule dans le modèle de paysage au pas de temps annuel et en un modèle de paysage qui contient les processus opérant sur plusieurs cellules, qui sont simulés au pas de temps de 10 ans. Les processus à l'échelle du paysage inclus dans le modèle sont le feu, le vent, l'exploitation forestière et la dispersion des semences (graines).

Schumacher & Bugmann 2006 - A

Europe :
Beaucoup d'espèces européennes pourraient être menacées par le changement climatique futur. Selon l'hypothèse "sans migration", plus de la moitié des espèces considérées dans cette étude deviennent vulnérables ou menacées d'extinction d'ici 2080. Les impacts du changement climatique sont, naturellement, moins importants selon l'hypothèse de migration universelle en raison de la possibilité pour les espèces de migrer à travers le paysage. Selon l'hypothèse de non-migration et le scénario de changement climatique le plus sévère (A1-HadCM3), 22% des espèces seraient mises en danger de façon critique (>80% de pertes), et 2% seraient éteintes d'ici 2080. Ces chiffres sont plus bas pour les autres scénarios et modèles climatiques. Selon l'hypothèse de migration universelle, les résultats sont moins sévères. Selon A1-HadCM3, 67% des espèces seraient classées en risque faible, tandis que selon B1-HadCM3, 76% des espèces seraient à risque faible.

Les taux de perte d'espèces et de remplacement montrent de grandes variations entre les scénarios. Selon A1-HadCM3, latempérature moyenne en Europe augmentrait de 4,4 K, conduisant à une perte de 42% des espèces et un renouvellement de 63%. Ce scénarios fournit la plus large gamme de variabilité à travers l'Europe à la fois pour les pertes d'espèces (2,5-86%) et pour leur remplacement (22-90%). Le pourcentage de perte d'espèces pourrait excéder 80% dans certains secteurs, tel que l'Espagne centrale du nord et les Cévennes et le Massif Central en France. B1-HadCM3 donne le pourcentage le plus bas de perte d'espèces attendu (27%), reflétant le fait que ce scénario a le taux le plus bas d'augmentation du CO2 et des températures d'ici 2080 (augmentation de la température moyenne Européenne de 2,7 K). Les autres scénarios montrent des taux moyens intermédiaires de perte d'espèces (~30%) et de remplacement (~50%).

Les écarts régionaux de la relation inférée (résidus positifs et négatifs) peuvent être interprétés comme les signes d'une vulnérabilité particulièrement élevée ou faible des espèces, en raison des caractéristiques écologiques et historiques de la flore, et/ou des conditions environnementales spécifiques. Un excès de disparition d'espèces est indiqué pour les régions de montagne (moyennes altitudes des Alpes et des Pyrénées, centre de l'Espagne, Cévennes françaises, Balkans, Carpates). Des conditions climatiques sévères ont régné dans les montagnes au cours de l'évolution, favorisant les essences hautement spécialisées bien adaptées aux possibilités limitées de croissance et de survie. Les tolérances étroites de la flore de montagne à son habitat, conjuguées aux habitats marginaux pour de nombreuses espèces, sont de nature à favoriser des taux plus élevés de disparition d'espèces que dans toute autre partie de l'Europe pour une anomalie semblable du climat. En revanche, le sud Méditerranéen et une partie des régions pannoniennes ont un résidu négatif pour la disparition d'espèces. Les deux régions sont caractérisées par des étés chauds et secs et sont occupés par des espèces qui tolèrent la forte chaleur et la sécheresse. Selon les scénarios retenus ici, ces espèces sont susceptibles de continuer à être bien adaptées aux conditions futures.

Les auteurs présentent finalement les pourcentages moyens de disparition et de remplacement d'espèces par zone environnementale selon le scénario de changement maximum A1-HadCM3 pour mieux illustrer les tendances spatiales.Les grandes tendances spatiales sont semblables avec tous les scénarios. Le nord de la Méditerranée (52%), les régions des montagnes lusitanienne (60%) et méditerranéenne (62%) sont les régions les plus sensibles, la forêt boréale (29%), du nord des Alpes (25%) et de l'Atlantique (31%) sont logiquement moins sensibles. Le remplacment d'espèces montre une tendance quelque peu différente. La région boréale pourrait, en principe, gagner de nombreuses espèces plus méridionales, conduisant à un renouvellement des espèces élevé (66%). La région pannonienne pourrait également gagner en théorie des espèces de la Méditerranée orientale et a un renouvellement calculé de 66%. Ainsi, ces régions risquent de perdre une partie substantielle de la diversité des espèces végétales, et (à terme) connaître un changement majeur dans la composition floristique. Le renouvellement d'espèces projeté culmine à la transition entre les régions méditerranéennes et continentales avec l'éradication des espèces euro-sibérienne et l'expansion des espèces de la Méditerranée ou de l'Atlantique.
Les auteurs utilisent quatre scénarios représentatifs et trois modèles climatiques différents (HadCM3, CGCM2, et CSIRO2), et une gamme de différents modèles de niche implémentés dans BIOMOD (Thuiller, 2003), pour développer des prédictions des conséquences potentielles pour 1350 espèces de plantes en Europe. Le "climat futur" qu'ils comparent avec le climat d'aujourd'hui (moyenne de 1961 à 1990) est la moyenne projetée pour la période 2051-2080.

L'"enveloppe bioclimatique" décrit les conditions dans lesquelles les populations d'une espèce persistent en présence d'autres organismes vivants ainsi que des contraintes climatiques. Les distributions futures sont projetées selon l'hypothèse que les enveloppes actuelles reflètent les préférences environnementales des espèces,qui seront conservées avec le changement climatique. Cette approche suppose aussi un changement instantané de la distribution des espèces, elle ne tient pas compte des réponses physiologiques au CO2, et ne considère pas les détails de la dynamique des populations ou les interactions biotiques, ni les retards dans les variations de distribution spatiale associées aux processus d'établissement, de dispersion, et l'extinction locale.

Pour évaluer la sensibilité des projections à la plus critique de ces hypothèses, deux hypothèses opposées quant à la capacité de migration sont envisageables : soit les espèces sont totalement incapables de se disperser sur l'échelle de temps considérée (hypothèse "sans migration"), soit elles n'ont pas de contraintes à la dispersion et à l'établissement ("migration universelle"). La réalité pour la plupart des espèces est susceptible de tomber entre ces deux extrêmes, en fonction de leur capacité à migrer à travers les paysages fragmentés. Les pertes de secteurs climatiquement viables ("disparition d'espèces''') sont calculées en supposant une absence de migration, et les gains ("gain d'espèces'') et remplacement ("remplacement d'espèces'') en supposant une migration universelle.

Les résultats ne peuvent être considérés comme des prévisions précises étant donné les incertitudes dans les scénarios de changement climatique, la résolution spatiale grossière de l'analyse, et des incertitudes dans les techniques de modélisation utilisées.

Thuiller & al 2005 - A

Sainte-Baume (PACA, France) :
Pour le pin sylvestre, une diminution constante de la productivité est modélisée, quelle que soit l'altitude, avec un effondrement vers le milieu du XXIe siècle. Pour le pin d'Alep, une poursuite de la tendance à l'accroissement est prévue pour les premières décennies du XXIe siècle, qui s'inverse ensuite pour aboutir à une forte réduction. Cela est valable à toutes les altitudes mais la baisse est plus marquée à basse altitude.
Des modèles liant variables climatiques et cernes de croissance ont été établis pour chacune des placettes sur la période 1900-1998. La combinaison de ces modèles permet de simuler la productivité en fonction de différents scénarios climatiques. Le modèle Arpège de Météo-France a été utilisé. Il prédit une augmentation de 2.5°C de la température moyenne en France au XXIe siècle (doublement du CO2).

Vennetier & al. 2005 - A

Alpes :
Au moyen de modélisations locales pour l'étage nival, Gottfried et al. (1999) prévoient que certaines espèces nivales verront leur superficie diminuer avec une augmentation de 1-2 K de la température. En moyenne, la plupart des espèces alpines et nivales pourrait tolérer les effets directs et indirects (par exemple, l'exclusion compétitive) d'une augmentation de 1-2 K (Körner, 1995; Theurillat, 1995), mais pas un changement beaucoup plus important (3-4 K; Theurillat, 1995; Theurillat et al., 1998).

Avec un climat plus chaud et sec, la richesse en espèces locales pourrait augmenter, comme l'ont montré Kienast et al. (1997) pour les forêts suisses en utilisant un modèle statique comparatif SIG avec une résolution de 1 km. De même, en modélisant des espèces de plante régionales dans toute la Suisse, Wohlgemuth (1998) arrive à la conclusion que la richesse régionale va probablement augmenter avec le réchauffement, particulièrement dans les secteurs de montagnes. Régionalement et localement, la physiographie (par exemple la pente) sera le principal facteur déterminant la distribution de nombreuses espèces répandues.

D'après le modèle dynamique de ForClim (Bugmann, 1999; Fischlin et Gyalistras, 1997), quelques forêts subalpines, comme les forêts mixtes pins Cembro-mélèzes ( Pinus cembra, Larix decidua ) dans les parties continentales de la Suisse, semblent être très sensibles au changement climatique, présentant une combinaison d'arbres inattendue, voire même un changement catastrophique en raison de la concurrence. D'après le modèle statique, il faut s'attendre à ce que les forêts dominées par le hêtre ( Fagus sylvatica ) soient remplacées par des forêts de chênes-charmes ( Quercus robur, Q. petraea, Carpinus betulus ) à l'étage collinéen des Alpes du Nord. Dans les Alpes du Sud, les changements seront certainement moins marqués en raison de l'augmentation des précipitations qui atténuera celle des températures.

Les modèles dynamiques prévoient une augmentation du sapin argenté dans les Alpes du Nord, de l'étage collinéen à subalpin inférieur (Bugmann, 1999). Dans un climat moins humide, la végétation de type méditerranéenne, actuellement présente dans les secteurs les plus chauds aux plus basses altitudes de la frange Sud des Alpes, pourrait très probablement s'étendre, en particulier sur le calcaire. Dans la partie continentale sèche des Alpes, le modèle dynamique prévoit que la forêt collinéenne de chênes pubescents ( Quercus pubescens ) pourrait être sévèrement affectée par la sécheresse. Toutefois, ces résultats doivent être pris avec réserve, les modèles (en particulier dynamiques) n'incluant pas les paramètres d'adaptation potentielle ou d'acclimatation, ni les paramètres comme la gestion forestière, les vagues de parasites, la pression sélective, la dispersion ou la sensibilité des espèces au feu.
 Synthèse bibliographique

Theurillat & Guisan 2001 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Europe :
Des études récentes ont mis en évidence que l'impact du changement climatique et d'autres changements globaux sur les forêts en Europe vont augmenter. La recherche dans ce domaine suggère que les dangers auxquels sont exposés les forêts, tels que les incendies de forêt, causés par l'augmentation des événements climatiques extrêmes pourrait augmenter considérablement à l'avenir.
 

ALP FFIRS 2012 - R

Espace Alpin:
Sensibilité : Les tendances climatiques suggèrent une élévation de l'altitude de la limite des arbres et une expansion de la variété des cultures. Dans le même temps, un stress plus fréquent et prolongé en raison d'événements climatiques extrêmes ainsi que des modifications écologiques (davantage de parasites, de gibier à sabots, etc.) peuvent menacer les forêts dans le futur. Le changement climatique pourrait également provoquer dans une certaine mesure, des incendies de forêt.

Capacité d'adaptation : La foresterie dans les Alpes est un secteur géré de manière diversifiée, et la capacité d'adaptation dépend beaucoup du contexte spécifique. Dans les régions modèles examinées dans le projet CLISP, la capacité d'adaptation a tendance à être assez bonne, les forêts représentant un atout considérable dans les économies locales. Une situation différente peut être présent dans les zones des Alpes où la gestion forestière est plus dispersée et moins associée aux activités économiques locales.

Vulnérabilité : Chaque fois que la capacité d'adaptation, et en général la gestion des écosystèmes forestiers, ne compense pas les effets négatifs potentiels, un stress prolongé des forêts peut entraîner leur dégradation
.
Ce rapport présente les résultats des scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au WP4 « évaluation de la vulnérabilité » du projet Espace Alpin CLISP. Ces simulations ont été calculées sur la base de huit scénarios climatiques disponibles gratuitement auprès de sources nationales (Umweltbundesamt Deutschland) ou européennes (projet ENSEMBLES du 6e PCRD) [Cf. Temperature + Precipitation + Forêts et végétation / Observations].

Les analyse menées au sein du projet CLISP ont porté sur 10 régions modèles de l'Espace Alpin (pour la plupart de niveau NUTS-3) situées en Autriche (Oberösterreich, Liezen, Pinzgau-Pongau), Allemagne (Berchtesgaden, Miesbach), Slovénie (Gorenjska), Italie (Province autonome de Bolzano-Alto Adige, Communità Monte Suol D'Aleramo et Communità Montana Alta Val lemme e alto Ovadese), Suisse (Grisons) et au Lichtenstein.

EURAC 2011 - R: CLISP

France :
Le principal effet du changement climatique sur les forêts sera a priori un accroissement des sécheresses estivales et des canicules, dont nous avons vu les effets [cf. ’Observations’]. L’augmentation des pluies torrentielles en période hivernale, également annoncée, ne compensera cependant pas ces déficits hydriques, puisque ces pluies surviendraient durant les périodes d’arrêt de la végétation, mais pourra être source d’engorgement dans certaines stations. Plus grave, de nombreux parasites verront leur développement favorisé (chenilles processionnaires du pin, scolytes, certains champignons…), et progresseront vers le nord. L’apparition de nouvelles maladies « exotiques » est aussi redoutée. Les incendies de forêts risquent par ailleurs de se multiplier, car ils sont très liés aux sécheresses (ils ont atteint le niveau record de 70 000 ha brûlés en 2003), et la zone d’influence méditerranéenne devrait s’étendre considérablement [cf. projections climatiques dans l’étude].
Les essences actuelles vont-elles s’adapter ? La variabilité génétique des arbres forestiers est très importante. C’est une source d’espoir quant à leur adaptation au nouveau climat, mais le réchauffement annoncé est malheureusement très rapide, de l’ordre d’une génération d’arbres, et il n’est pas évident que cette variabilité ait le temps de s’exprimer naturellement. Si les arbres ont, dans un premier temps, réagi positivement à l’accroissement de la température en augmentant leur lignification, parfois d’une façon très importante, au cours du siècle dernier, ce sont aujourd’hui des pertes de croissance et des mortalités qui sont redoutées, en raison de l’aggravation des stress hydriques. [Voir aussi les paragraphes ' Faudra-t-il changer d’essences ?' / 'Faudra-t-il changer de sylviculture ?' dans l’étude]
.
 

Riou-Nivert 2009 - A

Alpes centrales :
Les pronostics de l'impact du changement climatique sur la productivité et la durabilité des écosystèmes forestiers de haute altitude resteront incertains jusqu'à ce que des preuves expérimentales des études de terrain à long terme sur l'eau et le bilan du carbone dans l'écotone des arbres soient disponibles. Il faut être conscient que la limite forestière alpine dans les Alpes d'Europe centrale est susceptible d'être plus sensible aux impacts des activités humaines tels que les changements d'utilisation des terres et des pratiques de gestion qui surviendront probablement dans le cadre du changement climatique prévu. De plus, dans le futur environnement, des événements extrêmes ponctuels comme par exemple la sécheresse estivale, le gel intense pendant la saison de croissance ou le stress biotique (par des agents pathogènes / herbivores) plutôt que l'augmentation graduelle de la température contrôleront la dynamique des populations d'arbres en limite supérieure des forêts de haute altitude dans les Alpes d'Europe centrale.
 

Wieser & al. 2009 - A

Régions méditerranéennes (Europe) :
Les scénarios climatiques pour le XXIe siècle sont très pessimistes ; même s’ils comportent encore une part d’incertitude, il faut envisager de profonds bouleversements des formations végétales méditerranéennes et développer dès maintenant des stratégies d’accompagnement
. 
Les auteurs font un bref rappel des conditions climatiques ayant déterminé la mise en place des écosystèmes forestiers méditerranéens, avec une attention particulière pour les derniers millénaires durant lesquels les déterminismes climatiques ont souvent été oblitérés par les perturbations de l’Homme.

Beaulieu & Andrieu-Ponel 2008 - A

France / Europe :
Les conditions extrêmes accompagnant le changement climatique vont vraisemblablement augmenter le risque d’incendie de végétation. Cette augmentation est déjà observée en Espagne et devrait très probablement toucher la France dans les années à venir. On attend une augmentation de la fréquence des périodes de risque extrême, un allongement de la saison des incendies, une extension de la zone géographique concernée et plus de très grands feux. On s’attend de plus à une augmentation de la fréquence des épisodes orageux dans l’hémisphère Nord engendrant plus de feux liés à la foudre.
L’extension des formations forestières dépérissantes va s’accompagner aussi d’une augmentation de la combustibilité des formations végétales touchées, par accumulation de la quantité de combustible mort. Selon la dynamique spatiale des dépérissements, en bouquets isolés ou sur des versants entiers, et en fonction de leur échelonnement dans le temps, le phénomène peut avoir des conséquences plus ou moins sensibles sur le régime des incendies.
Les conséquences des changements climatiques sur le régime des feux peuvent se traduire par des modifications rapides et profondes de la végétation, qui pourraient surpasser l’effet direct du changement climatique sur la migration, la substitution et l’extinction des espèces. La fréquence des incendies est certainement la composante du régime des feux qui a l’effet le plus important sur la végétation ; en effet l’augmentation de la fréquence des incendies devrait conduire à un rajeunissement des formations végétales et à une réduction globale de la biomasse sur pied, compromettant la stratégie nationale de la forêt “puits de carbone”.

La question est de savoir si les espèces de type méditerranéen seront capables de suivre l’évolution de leur aire potentielle. Cela dépendra de leur capacité à ajuster leur comportement notamment hydrique (plasticité), de leur évolution génétique (adaptation) et de leur capacité de dispersion sur de longues distances (migration). Les recherches actuelles portent sur ces questions et notamment sur les rythmes de ces phénomènes au regard de la vitesse du changement climatique. Il est aussi question du maintien ou de la réduction de l’aire méditerranéenne actuelle. Un argument en faveur du maintien, au moins temporaire, de l’aire est que les écosystèmes méditerranéens seraient plus résilients car adaptés aux fortes températures et aux forts stress hydriques. Quoi qu’il en soit, même sans changement de végétation, les régions nouvellement soumises au climat de type méditerranéen verront le risque d’incendie augmenter au moins par sa composante météorologique.
La forêt de type méditerranéen s’accroîtrait en surface, mais aussi en biomasse. En effet l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère accélère la croissance des arbres au moins tant que l’alimentation en eau ou en nutriments ne devient pas limitante. Cette stimulation de la croissance s’accompagnerait naturellement de celle de la biomasse combustible sous les arbres, c’est-à-dire d’une augmentation de l’aléa d’incendie et d’une réduction de la durée d’efficacité du débroussaillement.
A terme, la végétation des zones les plus méridionales ne devrait plus bénéficier de l’effet de l’augmentation du taux de CO2 sur la croissance de la végétation du fait de stress hydriques de plus en plus prononcés. Au contraire, les zones méditerranéennes actuelles devraient, dans la seconde partie du siècle, connaître une baisse de productivité de la végétation et des difficultés de régénération défavorisant les formations hautes. Il est difficile de dire si cette réduction de biomasse aura l’ampleur suffisante pour atténuer significativement le risque d’incendie. Néanmoins, la remontée vers le nord prévue de l’aire bioclimatique de type méditerranéen laisse envisager qu’il existera toujours une frange plus ou moins large où cette compensation ne s’opérerait pas et où globalement l’accumulation de biomasse de combustible aggraverait le risque feux de forêt. L’extension vers l’ouest de l’aire bioclimatique méditerranéenne invite à envisager pour la façade océanique de la France le scénario alternant des hivers doux et pluvieux, propices à l’accumulation de biomasse, et des étés plus secs et chauds favorisant l’augmentation des risques d’incendie. Quoiqu’il en soit, ce point illustre l’intérêt d’envisager plusieurs phases où les déterminants agissant sur le phénomène feux de forêt pourraient radicalement changer, toute la difficulté étant de borner ces phases dans le temps.
Cet article s'attache plus particulièrement aux conséquences des changements climatiques sur les incendies de forêt [revue bibliographique ; voir détails et références dans l’étude]. Néanmoins, la manière dont les changements d’usage peuvent aggraver ou atténuer le phénomène est aussi évoquée.

Rigolot 2008 - A

Haute montagne des Alpes européennes :
L'accélération prévue du réchauffement climatique soulève des inquiétudes que ce phénomène pourrait devenir la principale menace pour la biodiversité en haute montagne
.
[Cf. section 'Observations']

Pauli & al. 2007 - A

Alpes :
Les limites d'étages de végétation connaissent une translation lente vers le haut, qui pourrait atteindre 600 et 800 m pour les limites inférieure (2200 m actuellement) et supérieure (2800 m actuellement) de l'étage alpin en cas de hausse de la température moyenne de 3.8°C (Ozenda & Borel, 1991)
.

La mutation du couvert végétal pourrait entraîner la régression de l'Epicéa en basse altitude dans certaines vallées intra-alpines (Valais, Vallée d'Aoste), alors que cette essence qui tolère un stock hydrique faible protège certains de leurs versants, notamment contre les avalanches (Bader & Kunz, 1998).
 

Deline 2006 - P

France :
Selon le scénario B2 (GIEC), il y aurait une forte aggravation du stress hydrique, plus précisément par une augmentation de l'intensité moyenne de la contrainte hydrique en période de végétation, mais aussi du stress hydrique maximum et de la fréquence des stress. Ainsi les sécheresses s'aggraveraient significativement dans le Sud de la France dès 2040, puis dans le Nord à partir de 2070. En même temps les contraintes liées à l'excès d'eau hivernal dans les stations hydromorphes devraient également s'accroître.

Vraisemblablement les espèces les plus menacées par l'évolution climatique sont celles dont les capacités de dissémination sont réduites, notamment les espèces de forêt anciennes (espèces de forêts anciennes: espèces inféodées au maintien de l'état boisé sur une longue période, indépendamment de l'âge des peuplement), dont les vitesses de migration n'excèdent pas quelques dizaines de mètres par siècles !


Le changement climatique peut avoir un effet direct sur les pathogènes ou les insectes phytophages en affectant leur biologie ou leur répartition, ou indirect, en affectant la biologie ou la répartition de leurs plantes-hôtes, de leurs ennemis ou compétiteurs.

Les impacts potentiels du réchauffement hivernal sont à priori plus importants et plus univoques : le déplacement des isothermes correspondant aux seuils léthaux minimaux vers le Nord et en altitude peut induire une expansion des insectes. L'établissement d'espèces exotiques peut être rendu possible. De même un certain nombre de pathogènes forestiers émergents sont des espèces thermophiles, en particulier des espèces introduites comme le chancre du châtaignier (Phythophtora cinnamomi), ou l'oïdium (Erisiphe alphitoïdes).
 

Legay & Mortier 2006 - A

Monde/France :
Il a été estimé que le changement climatique pourrait provoquer la disparition de plus d'un million d'espèces d'ici 2050. Entre 15 et 37 % des espèces terrestres de la planète seraient menacées d'extinction. En France métropolitaine, 19 % des vertébrés et 8 % des végétaux pourraient disparaître (Changement climatique : la nature menacée en France?, 2005).

Les dépérissements forestiers pourraient prendre une ampleur nouvelle dans un contexte de sols à faible réserve hydrique, soumis à des sécheresses fortes et répétées.
 

ONERC 2006 - R

Alpes :
Certaines espèces de plantes sont menacées d'extinction par la fonte des glaciers et du permafrost, étant donné que les plantes s'adaptent lentement aux changements de leur environnement.
 

Europe :
Ces résultats ne peuvent pas être considérés comme des prévisions précises étant donné les incertitudes dans les scénarios de changement climatique, la résolution spatiale grossière de l'analyse, et des incertitudes dans les techniques de modélisation utilisé. L'échelle relativement grossière de la grille utilisée dans la présente étude pourrait cacher des refuges potentiels pour les espèces et l'hétérogénéité du milieu, qui pourraient améliorer la survie des espèces, en particulier dans les zones de montagne où les risques d'extinctions pourrait être surestimés. D'autre part, la fragmentation du paysage pourrait augmenter la vulnérabilité de ces refuges aux incendies ou à d'autres perturbations, qui en combinaison avec l'absence de flux de propagules, pourrait compromettre la survie des populations résiduelles. Il existe également de grandes incertitudes en raison de retards liés aux processus biotiques. Les temps de reconnaissance pour l''attribution des catégories de l'UICN dans la Liste Rouge des espèces menacées ne sont pas adaptées à l'évaluation des conséquences des menaces à action lente mais persistante. L'ampleur des pertes d'espèces pourrait être surestimée, car la plasticité des espèces et la survie des espèces dans des micro-habitats favorables n'est pas considérée. Toutefois, même si les chiffres sont surestimés, les tendances entre les régions pourraient se maintenir (par exemple, le classement de la région en termes de vulnérabilité à la disparition). La perte d'espèces n'implique pas nécessairement la disparition immédiate d'espèces d'un site, mais pourrait plutôt impliquer un manque potentiel de succès dans la reproduction et le recrutement, qui tendra à l'extinction sur une échelle de temps plus longue. Les taux de migration sont susceptibles d'être spécifiques à chaque espèce, et les interactions biotiques résultantes dans les assemblages "non-analogues" pourraient altérer les niches existantes des espèces.

L'utilisation des sols et la fragmentation des habitats associée sont susceptibles d'inhiber généralement les taux de migration. En outre, la répartition des espèces à venir sera probablement influencée par d'autres facteurs environnementaux que les changements climatiques. La concentration actuelle en CO2 atmosphérique dépasse toutes les valeurs atteintes au cours des 20 derniers millions d'années.Les réponses physiologiques des plantes, y compris les réponses de la croissance à l'augmentation du CO2 atmosphérique et les changements dans l'efficacité de l'utilisation de l'eau, sont susceptibles d'améliorer la réaction de certains types fonctionnels de plantes aux changements climatiques. D'autre part, les dépôts d'azote, le potentiel accru pour l'invasion d'espèces exotiques, ou la promotion des espèces natives plus compétitives pourraient changer les interactions concurrentielles dans les communautés végétales, conduisant à de nouveaux modes de domination et de fonctionnement des écosystèmes.

Discussion des résultats des modélisations présentées dans l'étude [voir plus haut].

Thuiller & al 2005 - A

Alpes :
En raison des niches de végétation peu compétitive générées par l'activité humaine, il semble que la végétation moderne des Alpes est en partie en déséquilibre avec le climat. En même temps, des changements sociétaux et d'utilisation des sols marqués se sont produits au cours des derniers 50 ans, ce qui fait que la végétation forestière n'est plus non plus en équilibre avec les activités humaines. Ainsi, même dans des conditions climatiques constantes, des remplacements à grande échelle se produiraient probablement au cours des prochaines décennies.

Les enregistrements tardiglaciaires et holocènes suggèrent que des changements de végétation à grande échelle se sont produits dans les Alpes quand les variations de température ont excédé 1,5-2°C. Les changements de températures ont été souvent accompagnés par des variations dans les précipitations. et par des réponses fortes et abruptes de la végétation. Il est donc probable que, si l'augmentation projetée de la température devait excéder 2-3°C,la végétation répondrait rapidement, c'est-à-dire en quelques décennies. La situation moderne, avec une végétation qui n'est ni en équilibre avec le climat ni avec l'utilisation des sols, peut amplifier et compliquer les processus d'ajustement de composition et de structure au changement climatique futur. Pour mieux aborder cette question, des efforts supplémentaires sont nécessaires en paléoécologie et dans les domaines liés.
Synthèse bibliographique : Les auteurs résument quelques cas d'étude sur les effets du changement climatique et des perturbations sur la végétation des Alpes occidentales au cours de l'Holocène [voir références dans l'étude]. Pour caractériser les principaux modes de réponse de la végétation, ils utilisent trois classes de comportement écologique : la "résilience", "l'ajustement", et "la vulnérabilité".

Tinner & Ammann 2005 - E

Alpes suisses – Lac de Gouillé Rion (Valais) :
Les résultats des reconstructions [cf. 'Reconstructions'] montrent que la végétation à la supérieure limite supérieure des arbres au début de l’Holocène était en équilibre dynamique avec le climat, même pendant les périodes de changement climatique extraordinairement rapide. Ils impliquent également que le réchauffement climatique prévu pourrait déclencher une élévation rapide de la limite supérieure des arbres, jusqu'à 800 m en quelques décennies ou quelques siècles tout au plus, induisant probablement des déplacements à grande échelle des espèces végétales ainsi que des pertes définitives de la biodiversité.
The Early Holocene sediment of a lake at tree line (Gouillé Rion, 2343 m a.s.l.) in the Swiss Central Alps was sampled for plant macrofossils. Thin (0.5 cm) slices, representing time intervals of c. 50 years each from 11 800 to 7800 cal. year BP, were analysed and the data compared with independent palaeoclimatic proxies to study vegetational responses to environmental change.

Tinner & Kaltenrieder 2005 - A

Sainte-Baume (PACA, France) :
Le climat méditerranéen est caractérisé par une sécheresse estivale, principale contrainte pour la végétation (Daget, 1977), qui pourrait devenir critique avec les changements climatiques prévus (Hoff et Rambal, 2000).

La limite théorique entre pins sylvestre et d'Alep devrait varier rapidement en altitude et latitude à l'avenir. Les observations de terrains vont dans ce sens : de jeunes pins d'Alep se rencontrent 200 m plus haut que les peuplements âgés à la Sainte-Baume. Mais la limite physique ne devrait pas évoluer au même rythme étant donnée la courte distance de dissémination du pin d'Alep. Les dépérissements observés dans les peuplements de pin sylvestre depuis 2003 montre que l'avenir de vastes surfaces de cette espèce est menacé à court ou moyen terme par le réchauffement climatique dans la région PACA.
 

Vennetier & al. 2005 - A

Zones de montagne :
Parce que la température diminue avec l’altitude d’environ 5 à 10°C par km, une première approximation des effets du changement climatique sur la végétation serait que les espèces vont migrer en altitude pour trouver des conditions climatiques dans le climat de demain qui soient similaires aux conditions climatiques actuelles. Considérant ce paradigme, les impacts possibles du changement climatique sur les réserves naturelles comprendraient une perte des zones climatiques les plus froides localisées dans les parties sommitales et une remontée en altitude des limites de végétation. Parce que le sommet des montagnes est plus réduit que la base, les zones bioclimatiques occuperaient des espaces de plus en plus réduits et les espèces concernées subiraient des réductions de population ; elles deviendraient donc plus vulnérable à des pressions génétiques et environnementales. Cependant, l’hypothèse de migration n’est pas toujours applicable à cause des différentes tolérances climatiques des plantes concernées, incluant la variabilité génétique entre espèces, des taux de longévité et de survivance différents, et la compétition avec les espèces invasives. Les moyens d’adaptation face des changements de conditions environnementales incluent le remplacement progressif des espèces actuellement dominantes par des espèces thermophiles. Il est attendu d’une manière générale que les réponses des écosystèmes de montagne vont être plus important aux limites de végétation (les limites des écosystèmes si ceux-ci sont graduels) ou aux écotones (où des changements par étapes des types de végétation se produisent). Les espèces qui se reproduisent lentement et ont une dispersion limitée, ou les espèces qui sont isolées ou très spécialisées seront donc très sensibles à des stress apparemment mineurs.  
 

Beniston 2003 - A

Alpes :
Dans les Alpes, les peuplements de hêtres pourraient être remplacés par des forêts de chênes et de charmes dans les prochains 150-200 ans.
 

CIRPA 2002 - R

Europe :
Dans les régions de montagne, des températures en hausse entraîneront un déplacement en altitude des zones biotiques et cryosphériques et perturberont le cycle hydrologique. En raison d'une saison de croissance plus longue et de températures plus élevées, les zones alpines européennes seront réduites suite à la migration en altitude des espèces d'arbres. Il y aura une nouvelle répartition des espèces, avec, dans certains cas, un risque d'extinction dû à l'absence de possibilités de migration en altitude, parce que les espèces ne pourront migrer assez rapidement ou qu'il n'y aura pas de zone de migration.
 

IPCC 2002 - R

Alpes :
De nombreuses orophytes isolées, vivant actuellement dans des refuges tels que les sommets de moyennes montagnes, seraient menacées parce ce que serait presque impossible pour elles de migrer plus haut (à l'étage nival actuel), parce qu'elles sont incapables de se déplacer assez rapidement, ou parce que la zone nivale est absente (Grabherr et al., 1994, 1995; Gottfried et al., 1994). Elles incluent un certain nombre d'espèces endémiques, c'est-à-dire des plantes indigènes limitées à une région géographique particulière. En général les espèces ayant un grand potentiel adaptatif comme la diversité génétique, la plasticité phénotypique, une forte abondance, ou des capacités de dispersion significatives, sont moins menacées d'extinction (Holt, 1990).

En général, un réchauffement modéré serait avantageux pour les espèces à floraison tardive, qui pourraient profiter d'une période de croissance plus longue pour la maturation des graines. Cela n'est pas le cas pour les espèces à floraison précoce qui verraient simplement leur période de croissance débuter plus tôt, sans avantage supplémentaire.

Actuellement, le réchauffement isole de plus en plus les populations de haute altitude. Bien que le changement climatique puisse rapidement fournir de nouvelles conditions écologiques, il est très peu probable, en raison des barrières à la dispersion, que les populations de basse altitude puissent occuper rapidement les nouveaux territoires potentiellement disponibles à plus haute altitude, ni établir un contact afin de promouvoir l'hybridation et les nouveaux polyploïdes.

La fragmentation des populations est d'une importance particulière pour les endémiques et les orophytes. Pour ces espèces, une fragmentation marquée de leurs populations est attendue, suite à la diminution de la superficie des étages alpins et nivaux et en raison de l'augmentation des pentes abruptes. Si elles ne peuvent persister ou s'adapter, les espèces n'étant pas reliées (Nord-Sud, Est-Ouest) ou présentant une distribution fragmentée pourraient devenir encore plus fragmentée, avec des disparitions locales. Bien que les espèces à large distribution ou vivant à plus basse altitude que les orophytes, que l'on suppose capables de migrer en altitude, ne risquent pas de disparaitre suite au changement climatique, elles pourraient néanmoins voir leurs populations se fragmenter à cause de l'utilisation des sols, qui peut mener à une fécondité et une performance de la progéniture réduites.


Localement ou régionalement, le réchauffement des décennies à venir pourrait affaiblir les espèces dominantes à travers d'importantes défoliations causées par la prolifération des parasites, et pourrait changer leur potentiel de réponse face au changement climatique.

Une hypothèse répandue est que le réchauffement climatique déplacera – à un rythme plus ou moins régulier – les habitats (Peters et Darling, 1985) ou même les étages de végétation entiers (Ozenda et Borel, 1991, 1995) vers le haut, suivant les gradients thermiques. Mais le déplacement d'étages entiers est très peu probable. Pour la Suisse, une augmentation de 3.3 K de la température atmosphérique moyenne, correspondant à un changement d'altitude de 600 m , réduirait la superficie de l'étage alpin de 63 % en moyenne. Les étages collinéens et montagnards seraient réduits de 20 % seulement en moyenne et l'étage subalpin de 9 %.

Étant donné l'inertie des étages de végétation, une augmentation de 1-2 K de la température annuelle moyenne ne peut pas déplacer la limite forestière actuelle de beaucoup plus que 100- 200 m . Cependant, il est inconcevable que cette inertie résiste à une augmentation de 3-4 K, l'équivalent des variations de température d'un étage entier. Avec une telle augmentation, la zone de combat va très probablement envahir l'étage alpin, avec une remontée conséquente de la limite forestière dans la partie inférieure de l'étage. Si une augmentation de température de plus de 2 K persiste pendant plusieurs siècles, il est possible que les forêts se développent à des altitudes encore plus hautes que celles observées depuis la dernière glaciation.


Un des premiers effets du réchauffement sera de modifier les relations de compétition entre les types de plantes. Par exemple, aux plus basses altitudes, les sclérophylles (feuilles persistantes), ou les phanérophytes laurophylles de la strate arbustive pourraient envahir les habitats d'arbres à feuilles caduques. A l'étage subalpin, les arbres à feuilles caduques pourraient envahir les conifères. A l'étage alpin, les chaméphytes (bourgeons proches du sol, à moins de 50 cm de hauteur) pourraient envahir les hémicryptophytes (bourgeons au raz du sol) et les arbustes bas pourraient envahir les chaméphytes dans des landes subalpines à alpines.
Synthèse bibliographique

Theurillat & Guisan 2001 - A

Europe – Alpes suisses et Allemagne :
Le lien étroit entre le changement climatique et la réponse de la végétation à l'échelle du sous-continent [cf. ‘Reconstructions’] implique que le réchauffement climatique prévu pourrait déclencher de rapides régressions, expansions et invasions d'espèces d'arbres. Considérant qu'un changement climatique brutal était le principal déterminant de la réorganisation de la végétation en Europe centrale vers 8,2 ka, il est suggéré que le changement climatique global prévu pour les prochaines décennies pourrait forcer une évolution similaire. La modélisation de la végétation basée sur des modèles de circulation générale montre des réponses drastiques de la végétation au changement climatique prévu dans les <100 ans à venir. Ceci est en accord avec la présente constatation que d'importantes espèces d'arbres sensibles à la sécheresse (par exemple, Abies alba, Fagus silvatica) pourraient s'effondrer d'ici quelques années ou décennies, conduisant à une structure de végétation comparable à celle d'avant 8,2 ka. Cependant, les arbres exotiques mieux adaptés peuvent se développer rapidement, en modifiant les écosystèmes forestiers en fonction de leur production primaire. Il est donc souligné que les modèles de prévision existants des réponses de la végétation aux changements climatiques doivent intégrer les espèces exotiques dormantes importées pour des raisons économiques ou ornementales.
Des sédiments à lamination annuelle de deux lacs en Suisse et en Allemagne ont été échantillonnés de manière contiguë pour évaluer la réponse de la végétation européenne au changement climatique vers 8.2 ka avec une résolution temporelle et de précision comparable à celles des carottes de glace du Groenland.

Tinner & Lotter 2001 - A

Bassin versant du Rhône (France) :
A l'échelle du bassin, le programme GICC prévoit que le régime et l'extension spatiale de la végétation ne changerait pas de manière significative et l'hydrologie ne serait pas affectée par ce paramètre. Cependant sur le long terme, la végétation coloniserait les parties supérieures des versants dans les Alpes. Dans les régions méridionales, la diminution du contenu en eau du sol et de la végétation augmentera le stress hydrique et pourrait induire une sensibilité accrue aux feux de forêts pendant les périodes sèches de l'année et augmenterait l'érosion.
 

IPCC, 2001 in Bravard 2006 - P

Alpes suisses du Sud :
Les zones de végétation migreront vers de plus hautes altitudes, avec des espèces de plantes thermophiles telles que les lauriers s'acclimatant. La revégétalisation qui suivra un feu de forêt comprendra moins d’espèces. Ceci sera d’autant plus vrai pour les zones de basse altitude.
 

Bader & Kuntz 2000c - R: PNR31

Alpes françaises du Nord – Vallée de la Maurienne :
Bien que la végétation passée ne soit pas un bon analogue pour prédire les types de végétation future, elle conserve un potentiel en tant qu’indicateur de la présence éventuelle d'espèces d'arbres là où il n'y en a pas actuellement. Si l'on suppose une augmentation de la température, en prenant en compte les tendances actuelles de l’abandon des usages du sol, alors on peut s’attendre à une forte modification de la végétation à la limite supérieure des arbres dans l'avenir : le sapin llanc (Abies alba) pourrait s’étendre jusqu’à occuper des altitudes de ca. 1800-2000 m dans les communautés mixtes avec l’épicéa (Picea abies), le pin sylvestre (Pinus sylvestris) et des essences de feuillus, et le pin cembro (Pinus cembra) pourrait s'étendre jusqu'à 2500-2700 m d'altitude
.
 Les assemblages de charbons de bois datant du milieu de l’Holocène peuvent être utilisés pour reconstruire les structures spatiales de la végétation avant ou pendant la pratique du défrichage par brûlis (‘slash-and-burn’). L'analyse des correspondances des assemblages de charbons montre qu'un important gradient écologique est déterminé par l'altitude. (...) La diversité taxonomique des assemblages de charbons de bois dans le sol a été comparée à celle des relevés phytosociologiques actuels après transformation en données équivalentes à celles des charbons.

Carcaillet & Brun 2000 - A

Alpes :
La revégétalisation des terrain déglacés est lente est laisse de larges dépôts morainiques non protégés contre l’érosion sur des périodes de temps de quelques décennies à quelques siècles.
 

Harberli & Beniston 1998 - A

Alpes / Vallée de la Maurienne (Savoie) :
Les changements anthropiques, amorcés au siècle dernier dans les zones de montagne, ont provoqué la mise en place de dynamiques végétales qui révèlent le fonctionnement des écosystèmes d’altitude à travers des réactions précoces et des processus à long terme. Il apparaît, en effet, que selon l’échelle d’observation choisie, la dynamique de la limite supraforestière s’exprime par des phénomènes différents [cf. ‘Observations’]. En ce qui concerne la prévision ou la modélisation des changements du climat, cela implique donc d’abord un choix concernant l’étendue des zones atteintes, les intervalles de temps et les paramètres climatiques à observer, puis le choix des structures écologiques appropriées comme indicateurs. Souvent, seul le premier des trois processus, c’est-à-dire le déplacement altitudinal de la limite supraforestière, est inclus dans les considérations sur les écosystèmes d’altitude comme indicateurs des changements climatiques. Mais trois problèmes se posent quant à un monitoring des fluctuations de la limite supraforestière à cette échelle : (1) L’altitude de la limite supraforestière est un paramètre qui n’est pas facile à mesurer puisque, même après cartographie, la limite est discontinue et non rectiligne. Son estimation correspond donc à une moyenne. (2) Une extension des forêts ne devient visible dans le paysage et sur des photographies aériennes ou satellitaires qu’après plusieurs décennies. En outre, les changements structuraux, comme la variation de la densité ou la substitution d’espèces, pourraient être plus importants que les transgressions de limites et sont encore plus difficiles à mesurer. (3) Il est difficile de faire la part entre le déterminisme climatique et le déterminisme anthropique dans la remontée des limites forestières. Rappelons que l’amélioration des températures depuis la fin du Petit Âge glaciaire (1450 à 1850 ap. J.-C.), est estimée à 0,5-0,7 °C. Or, la fin du Petit Âge glaciaire coïncide avec la fin de l’économie de subsistance des communautés de montagne et donc le début des mutations socio-économiques aboutissant à l’abandon total des alpages de notre secteur d’étude. À l’échelle des sites et donc pour les déplacements horizontaux de lisières forestières individuelles, il est possible de résoudre en partie le problème de l’interférence de différents facteurs en incluant la dimension spatiale et le contexte géomorphologique.
L’altitude de la limite supraforestière est donc une valeur moyenne et intégratrice, ayant valeur d’indicateur pour des changements se produisant à long terme et sur de grandes surfaces. Elle paraît adaptée à la simulation de ces changements, mais pas comme indicateur précoce de réels changements en cours. En tout cas et en raison de l’hétérogénéité et de la complexité des milieux supraforestiers, il semble qu’il n’y aura pas de réponse linéaire, sous forme d’une remontée uniforme de l’écotone supraforestier lors d’un réchauffement climatique... [Voir références dans l’étude].
 L’étude des successions post-pastorales dans l’étage subalpin en moyenne Maurienne (Savoie, France) amène les auteurs à une mise au point méthodologique et à une critique sur l’utilisation de la limite supraforestière comme indicateur des changements climatiques. Ils proposent une démarche hiérarchique et systémique pour aborder la complexité et l’hétérogénéité du phénomène « limite supraforestière ». Cette dernière est considérée comme une zone écotonale en mosaïque dont l’évolution peut être appréhendée (1) par rapport à une limite moyenne en observant cette mosaïque de loin, (2) en considérant les contacts entre les unités à la fois physionomiques et géomorphologiques qui constituent la mosaïque, ou (3) à l’échelle de lisières forestières individuelles.

Didier & Brun 1998 - A


Légende des références biblio :
- A : Article (revue à comité de lecture)
- C : Commentaire
- E : Etude scientifique (non publiée)
- P : Proceedings
- R : Rapport
- Re : Retour d'expérience
- T : Thèse
- W : Site Internet

 


Europe

Alpine Space ClimChAlp ONERC
ONERC
Rhône-Alpes PARN

Portail Alpes-Climat-Risques   |   PARN 2007–2017   |  
Mentions légales