FORLand - La forêt expérimentale de l'université de Bordeaux

Volet 1. La forêt expérimentale de l’université de Bordeaux

Suivi en continu de la réponse des espèces forestières aux changements environnementaux

Contexte

Ce volet du Living Lab repose sur la forêt expérimentale développée sur le campus de l’université de Bordeaux sur le site de l’ancien Observatoire de Floirac.
Il s’agit d’un précieux terrain de recherche pour étudier divers aspects de la gestion forestière et de la biodiversité que vous découvrirez ci-dessous.

Objectifs

Étudier la réponse des forêts aux changements environnementaux pour mieux adapter leur gestion afin de minimiser l’impact du changement climatique. L’adaptation à la sécheresse sera un point central de notre étude.
Transmettre le savoir issu de la recherche vers la société a travers l’enseignement à l’université, l’accueil sur site de scolaires (de la maternelle au lycée) et du grand public, la communication et la vulgarisation auprès de tous et notamment des décideurs locaux.

Figure 1. Cartographie des espèces et arbres suivis (phénologie, physiologie) sur le site de l’Observatoire de Floirac (Université de Bordeaux).

Premiers résultats

Réponses des forêts au changement climatique : les premiers résultats

a) Physiologie résistance à la sécheresse et survie des arbres

Le suivi annuel du dépérissement (dégradation de l’état de santé d’une forêt, d’un arbre) a mis en évidence la vulnérabilité de certaines espèces, telles que le frêne élevé et le chêne pédonculé (Figures 2 et 3). Ces espèces présentent des descentes de cimes et des mortalités de branches, notamment suite à l’évènement climatique extrême de l’été 2022 (sécheresse historique). Le monitoring mis en place en 2021, nous a permis d’identifier les causes de ce dépérissement; en effet les valeurs de potentiels hydriques ont atteint des records en août 2022 (Figure 4) conduisant à des niveaux d’embolie native (= propagation d’air dans le système hydraulique stoppant l’acheminement de la sève brute à travers l’arbre) très élevés chez plusieurs espèces (45% d’embolie native chez le frêne; Figure 5). La propagation de l’embolie dans l’appareil vasculaire du frêne a également été visualisée in situ (voir vidéo ci-dessous). La marge de sécurité hydraulique de cette espèce était nulle, voire négative, en août 2022, conduisant à un dysfonctionnement hydraulique et un dessèchement des organes.

Figure 2. Image par drône de la canopée de la forêt expérimentale de l’Université de Bordeaux, qui montrent des signes de dépérissement (branches mortes).

Figure 3. Photographie des arbres dominants de la forêt expérimentale de l’Université de Bordeaux. Depuis le sol aussi, les signes de dépérissement sont clairement visibles.

Figure 4. Evolution du potentiel hydrique chez les espèces de la forêt expérimentale sur la période estivale de 2022. Les périodes de sécheresses (en rouge) coïncident avec une augmentation du niveau de stress hydrique chez les arbres et ont engendré un dysfonctionnement hydraulique chez certaines espèces comme le frêne à fleurs (Fraxinus ornus).

Figure 5. Mise en évidence d’une importante variabilité de résistance à la sécheresse entre espèces de Nouvelle Aquitaine. Les frênes (élevé et à fleurs) sont parmi les espèces les plus impactées par la sécheresse de 2022 (50% de perte de fonctionnement hydraulique).

Vidéo. Propagation de l’embolie dans le système hydraulique du frêne, observée à l’échelle de la feuille par technique optique (Brodribb et al., 2016). Les couleurs suivent un gradient d’intensité du stress hydrique.

b. Phénologie, reproduction et régénération des forêts

La phénologie est l’étude des événements périodiques observés chez les êtres vivants et répondant aux variations saisonnières du climat. La période de feuillaison, de fructification ou de coloration des feuilles sont, par exemple, des événements phénologiques caractéristiques des arbres (Figure 6)

Figure 6. Cycle phénologique annuel du chêne sessile (Quercus petraea).

Ces événements sont très sensibles aux variations du climat. Au cours de ces dernières décennies, on observe un déplacement des dates de débourrement (date d’apparition des feuilles) de plus en plus précoces et de sénescence (date de chute des feuilles) de plus en plus tardives (voir Vitasse et al. 2009 et 2011 pour les espèces du sud-ouest de la France). A l’aide d’observation sur le terrain et de suivi par imagerie aérienne, nous avons d’ores et déjà observé des différences entre les années en réponse aux variations de température et des différences très marquées entre espèces (Figure 7). La variation de ces événements impacte directement la valeur adaptative d’un arbre, c’est-à-dire sa capacité à croître, survivre et se reproduire dans son environnement. La date de débourrement et de sénescence des feuilles détermine par exemple la période de séquestration du carbone, augmentant la croissance des arbres et la productivité des forêts (Vitasse et al. 2009). Le timing de la phénologie foliaire peut également jouer un rôle dans l’évitement de stress biotique ou abiotique (Dantec et al. 2015). En parallèle, la phénologie des événements de reproduction et l’investissement d’un arbre dans sa production de fleurs et de fruits, joue un rôle déterminant dans la régénération et la durabilité des forêts.

Figure 7. Comparaison entre espèces des dates de débourrement foliaire au cours des trois années de suivi. Alors que les différences de moyenne de débourrement foliaire restent stables d’une année à l’autre, on observe des différences entre les années dues principalement aux variations de température.

Médiation scientifique

Productions de culture scientifique réalisées par le service culture de l’université de Bordeaux, coordonné par Anne Lassegues

1. Série de podcasts – Les Chroniques de la forêt expérimentale. Il s’agit de raconter la recherche sur les quatre saisons en podcasts et en cartes postales grâce aux récits de l’auteure Sophie Poirier.

2. Rencontre – Les rencards du Savoir – «La forêt urbaine au banc d’essai», organisé le 14 juin 2022

3. Compte Instagram – Médiation des événements scientifiques et culturels sur le site. Reportages, interviews, médiation scientifique, créations artistiques, visites …

4. Compte Twitter – Forêt expérimentale de l’Université de Bordeaux – @Forest_UB

Publications et communiqués de presse