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Les impacts du changement climatique en Aquitaine

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Hervé Le Treut

Défis pour les ressources, les activités et la qualité de vie en Aquitaine

Chapitre 5 : Agriculture et forêts

Nathalie Ollat et Antoine Kremer

En mémoire de Nadine Brisson qui nous a quittés dans sa 47e année après un long combat contre la maladie.

Texte intégral

Préambule

1L’histoire du monde rural se conjugue avec celle du climat. Les années de fortes ou faibles récoltes sont traditionnellement associées à des conditions climatiques extrêmes. Ces relations entre productions agricoles et climat ont même été utilisées pour la reconstruction de climats anciens. Ainsi les dates de récoltes renseignent sur les variations annuelles de température. Et les variations de largeurs de cernes des arbres permettent d’appréhender les variations climatiques au cours des derniers siècles. Très naturellement la recherche agronomique s’est donc préoccupée dès les premières publications du GIEC des conséquences du changement climatique sur les agrosystèmes et les forêts en Aquitaine.

2Les deux chapitres qui suivent s’attachent à rassembler les connaissances actuelles sur l’impact du changement climatique non seulement sur les niveaux de productivité observés des cultures agricoles et forestières, mais également sur le fonctionnement des plantes, sur la composition des formations végétales et forestières, et de manière plus générale sur l’évolution du monde agricole et forestier. Les effets de l’accroissement du CO2, de la température et des changements de pluviométrie sur les plantes cultivées ou arbres ont fait l’objet d’expérimentation en milieux contrôlés dans lesquels ces conditions ont été artificiellement reconstituées. Ces études ont été utilement complétées par des observations et simulations faites au niveau d’écosystèmes entiers et prenant en compte en plus le bilan radiatif ou le bilan hydrique. Des tendances très générales ont été observées qui transgressent toutes les cultures et forêts : avancée des stades de développement de toutes les formations végétales pérennes (arbres fruitiers, vignes, arbres forestiers) et progressive depuis une trentaine d’années, tendance à l’augmentation de la productivité mais avec de fortes variations selon les types de cultures. L’impact des événements extrêmes (sécheresses, incendies ou tempêtes) s’avère souvent plus important que les variations graduelles des facteurs climatiques. Au-delà des effets et impacts déjà visibles, une vaste étude prospective a été récemment menée à l’échelle de l’ensemble du territoire, accompagnée d’un examen particulier au sein de 6 zones géographiques (projet CLIMATOR) dont l’objectif était de traduire les différents scénarios climatiques du GIEC en conséquence sur les principaux systèmes de culture et les forêts. Ces données sont examinées et commentées en détail dans le contexte aquitain dans les deux chapitres suivants. Ils mettent également l’accent sur l’importance de l’action humaine dans la régulation de ces changements. Cette action s’attache à concilier les modes d’utilisations des terres, la gestion des ressources naturelles nécessaires à l’agriculture et aux forêts (sols et eau), et le maintien des principaux services écosystémiques.

5.1 Les activités agricoles

3Coordination : Nathalie Ollat

4Rédacteurs : Nadine Brisson†, Béatrice Denoyes, Inaki Garcia de Cortazar-Atauri, Jean-Pascal Goutouly, Marc Kleinhentz, Marie Launay, Richard Michalet, Nathalie Ollat, Philippe Pieri, Cornelis Van Leeuwen

L’Aquitaine est l’une des régions françaises où l’agriculture est le secteur économique le plus déterminant. Elle est caractérisée à la fois par une grande diversité de productions agricoles, mais aussi une spécialisation pour certaines cultures majoritaires comme le maïs et la vigne. En raison de la vocation agricole de la région et de la grande dépendance de l’agriculture vis-à-vis du climat, le changement climatique représente un enjeu majeur pour ce secteur en Aquitaine. L’évolution des variables environnementales et climatiques qui caractérisera le changement climatique au cours du XXIe siècle, i. e. principalement la teneur en CO2 dans l’atmosphère, la température et les précipitations sera déterminante pour la production agricole. La teneur en CO2 et le régime des pluies affecteront principalement la capacité de production de biomasse, et donc les rendements, mais aussi la qualité des produits. La température aura un effet majeur sur la phénologie et le cycle de développement des plantes. Des avancées jusqu’à 40 jours sont prédites pour la fin du siècle pour la plupart des espèces cultivées. Ces changements auront un impact majeur sur le maintien ou non de certaines cultures. En raison de la très possible raréfaction de la ressource en eau, la culture du maïs irrigué est fortement menacée à long terme. Des adaptations techniques et des délocalisations seront nécessaires. Pour les grandes cultures, il faut compter principalement sur des arbitrages d’assolements revisités (surfaces), l’adaptation du matériel végétal (variétés) et la modification des itinéraires techniques (dates de semis). L’irrigation des cultures devra être gérée très précisément, notamment pour les productions fruitières. La viticulture dispose également d’un potentiel d’adaptation avec la possibilité de modifier les modes de culture, de changer les cépages et les porte-greffes, et de mettre en valeur des situations climatiques plus favorables. Ces adaptations devront s’accompagner de modifications de la réglementation et de l’organisation des filières. Leur mise en œuvre sera dépendante des politiques publiques. Il existe une véritable dynamique de recherches en Aquitaine pour étudier l’adaptation de l’agriculture au changement climatique, notamment pour la viticulture et l’arboriculture fruitière. Par ailleurs, la région Aquitaine pourra largement bénéficier des travaux conduits sur le plan national pour d’autres cultures ou axes de recherche.

Introduction

Les enjeux du changement climatique pour l’agriculture en Aquitaine

  • 1 En agriculture, on appelle « intrants » les différents produits apportés aux terres et aux culture (...)

5Le changement climatique représente un double défi pour l’agriculture. D’une part, le secteur agricole rejette dans l’atmosphère des gaz à effets de serre (GES) et bien qu’au niveau européen, il ne représente que 9 % des émissions totales de GES, ce secteur concourt à près de 20 % des rejets en Aquitaine pour 3 % de la consommation régionale d’énergie. Ces émissions sont essentiellement dues à l’utilisation d’engrais azotés pour 3M t CO2 eq/an et à l’élevage via le dégagement de méthane pour 2,7 M t CO2 eq/an [1]. Mais les surfaces agricoles constituent également un important puits de carbone permettant de limiter l’augmentation de CO2 dans l’atmosphère, et l’agriculture pourrait donc jouer un rôle pour atténuer les effets du changement climatique. D’autre part, il est indiscutable que l’activité agricole et les milieux naturels terrestres subiront la majeure partie des impacts du changement climatique. Il est donc indispensable d’étudier les moyens de s’y adapter. Selon les scénarios établis par le GIEC [2], les projections font état d’une augmentation de la teneur en CO2 atmosphérique de 540 à 950 ppm et de la température moyenne de 1,8 à 4 °C, voire plus en fonction des zones géographiques considérées. De plus l’ensemble des scénarios s’accordent sur une augmentation de la variabilité du climat et des événements climatiques extrêmes. Une cascade de répercussions du changement climatique sur les besoins et les disponibilités en eau, sur la qualité des sols, sur la pression de bio-agresseurs, sur les besoins en intrants1, sur la qualité et la typicité des produits, les rendements agricoles ainsi que sur les modes d’utilisation des terres, est donc à envisager au cours du siècle [3].

Contexte général de l’agriculture en Aquitaine

  • 2 SAU : surface agricole utile, correspond au territoire consacré à la production agricole, composée (...)

6Avec 43 100 exploitations agricoles et 1 377 300 ha de surface agricole utilisée, recensés en 2010, l’Aquitaine se place au second rang des régions françaises en termes de SAU2, après Midi-Pyrénées, et au premier rang en termes d’emploi agricole [4]. Représentant 4,3 % du PIB régional, la valeur ajoutée apportée par les secteurs de l’agriculture, de la forêt et de la pêche en Aquitaine représente plus du double de celui de la France qui est de l’ordre de 2 % [5]. La filière agricole représente donc une part importante de l’économie régionale. Le secteur des vins d’AOP contribue pour 31 % de la valeur de la production agricole, suivi principalement par le maïs, les fruits et légumes. Le vignoble aquitain tient la première place mondiale pour la production de vins d’Appellation d’Origine Protégée (AOP), et s’étend sur 142 313 hectares, dont 83 % en Gironde. Près de 11 000 viticulteurs produisent 7 millions d’hectolitres de vin dont 90 % en AOP. Les trois principales grandes cultures sont en superficie, le maïs (grain et semences) qui représente 20 à 25 % de la surface agricole utile (SAU) de la région, le blé tendre avec 7 % de la SAU et le tournesol avec 4,2 % de la SAU [6]. L’Aquitaine est depuis longtemps la première région de production française de fraises, avec 40 % de la production nationale organisée pour environ 20 000 tonnes produites sur 1 000 ha en 2010 [6]. Les productions animales sont essentiellement représentées par la filière bovine (10 %) et la volaille (9 % environ). Avec une prédominance des productions végétales (68 % des productions, contre 57 % pour le national) et une faible part de culture hors-sol, la filière agricole en Aquitaine est donc relativement tributaire des aléas climatiques. La région Aquitaine est de plus caractérisée par une forte spécialisation départementale des systèmes de production, ce qui rendra variables les impacts des évolutions climatiques futures entre départements. Ainsi la Gironde est à vocation majoritairement viticole alors que la filière animale couvre 70 % de la production des Pyrénées-Atlantiques. La polyculture-élevage prédomine en Dordogne alors que les Landes sont spécialisées dans la maïsiculture et l’aviculture. Le Lot-et-Garonne quant à lui, affiche une production de fruits et légumes (principalement tomates et fraises), de céréales et de protéagineux.

7Avec 350 000 de surfaces irrigables, l’Aquitaine occupe la troisième place au niveau national en surface, mais la première en termes de pourcentage de la surface agricole totale. Elle recense 200 000 ha de maïs irrigué (soit plus de 50 % des surfaces cultivées en maïs) et 8 000 maïsiculteurs irrigants. L’irrigation est également déterminante pour la production fruitière et légumière. La gestion de la ressource en eau sera donc tout particulièrement cruciale pour l’avenir de l’activité de la filière agricole de l’Aquitaine [7].

Les grandes fonctions biologiques de la production agricole végétale potentiellement affectées par le changement climatique

8Dans le cadre du changement climatique, l’augmentation du CO2 et la modification des différentes variables climatiques (température, rayonnement, précipitations) affecteront la croissance et le développement de toutes les espèces végétales, cultivées ou non. En effet, l’activité photosynthétique d’une plante, qui permet la production de biomasse, dépend du rayonnement absorbé, de la température, du taux de CO2, de la disponibilité en eau et d’un élément majeur, l’azote. Chacune de ces composantes va être touchée par le changement climatique. Certains effets seront favorables et d’autres défavorables aux productions végétales. Par ailleurs, l’effet de l’interaction entre ces facteurs sur la fertilité des sols (teneur en matière organique, minéralisation, notamment de l’azote) et la physiologie des plantes est très complexe et les conséquences de la combinaison de ces différents effets sont particulièrement difficiles à évaluer. Au-delà des effets des variations moyennes des paramètres climatiques, l’occurrence d’événements extrêmes (tempêtes, canicules, inondations, sécheresses extrêmes, gel) et leurs impacts se surimposent et devront être analysés.

9Une élévation de la concentration en CO2 se traduira jusqu’à un certain seuil par une augmentation de l’activité photosynthétique de la plante et une diminution de la conductance stomatique qui mesurent le degré d’ouverture des pores situés à la surface des feuilles et qui permettent les échanges de CO2 et d’eau entre l’atmosphère et la plante. Cela aura pour conséquence de diminuer les besoins en eau des cultures. Ceci devrait conduire à une augmentation de la production de biomasse, dans la mesure où les autres facteurs climatiques (température et eau) ne seront pas trop limitants. Par contre, toutes les plantes ne réagiront pas de la même façon. Ainsi des plantes comme le blé et vigne seront plus favorisées par l’augmentation du CO2 que des plantes comme le maïs et le sorgho, lesquelles seront presque insensibles, les seuils de saturation (environ 400 ppm) ayant été atteints pour ces espèces [8].

  • 3 Cumul des températures journalières dépassant un seuil (appelé base) sur une période d’intérêt.
  • 4 Cycle phénologique : succession d’événements périodiques dans le monde du vivant, déterminée par l (...)

10La température est le moteur du développement des plantes dans une gamme qui varie selon l’espèce considérée. La température régule également la majeure partie des processus chimiques et biochimiques du vivant. À ce titre elle joue un rôle majeur sur la quantité de biomasse produite et sur la composition et la qualité des produits récoltés. L’augmentation attendue des températures va accroître la disponibilité thermique pour les végétaux3. Cela aura des conséquences sur l’avancement et la longueur des cycles phénologiques4 des cultures, et sur la possibilité de cultiver de nouvelles espèces ou variétés dans des zones considérées jusqu’ici comme trop fraîches. Par ailleurs, les processus physiologiques de levée de dormance qui font que les graines acquièrent la capacité à germer et les bourgeons à débourrer sont dépendants de l’occurrence de certaines températures hautes ou basses à un moment donné du cycle. Par exemple, certaines espèces fruitières ont des besoins en froid spécifiques pour déclencher la levée de la dormance. Ainsi des températures trop élevées pendant l’hiver pourront entraver le démarrage de la végétation au printemps, ainsi que la fertilité de ces cultures. Finalement l’intensité d’autres processus biochimiques, notamment ceux qui accompagnent la maturation des fruits, est corrélée à la température dans une gamme variable avec les processus en question et les espèces. Des températures trop élevées peuvent conduire à des phénomènes de brûlure et d’échaudage ayant un impact très négatif sur le rendement.

11L’eau représente généralement le premier facteur limitant la croissance d’une plante et le rendement des cultures. La disponibilité hydrique conditionne l’ensemble des processus métaboliques indispensables au fonctionnement d’un être vivant et un manque d’eau peut occasionner un arrêt des chaînes métaboliques voire la mort de la plante, si l’équilibre hydrique de la plante n’est pas satisfait. De l’état hydrique de la plante, dépend également en partie l’intensité de la photosynthèse. Les besoins en eau d’une plante varient au cours de son cycle de développement. Ainsi, pour atteindre un rendement maximal, le maïs ne doit absolument pas souffrir de stress hydrique au moment de la floraison qui s’étend entre mi-juillet et mi-août. Pour la vigne, une contrainte hydrique modérée pendant la maturation des raisins est reconnue comme bénéfique pour la qualité car elle limite la croissance et réoriente le métabolisme vers la biosynthèse et l’accumulation de polyphénols. La sécheresse se définit en fonction de composantes météorologiques (déficit de pluviométrie), hydrologiques (niveau anormalement bas des rivières) et agricoles (déficit des réserves en eau des sols superficiels) [9]. En agriculture, il faut distinguer les déficits pluviométriques en cours de végétation (sécheresse édaphique) et ceux conduisant à une reconstitution déficiente des réserves hydrographiques (sécheresse hydrologique) [10]. La sécheresse conduit à des baisses de rendements par rapport au rendement attendu en situation favorable, et peut affecter la qualité des produits récoltés. Elle ne dépend pas de la seule pluviométrie, mais du croisement entre les conditions climatiques (pluviométrie, évapotranspiration de référence), les caractéristiques du sol (réserves en eau), le système de conduite (surface foliaire) et la réaction de la plante. L’augmentation du nombre des épisodes de sécheresse depuis 1976, ainsi que les prévisions d’une baisse de pluviométrie de 900 mm à 680 mm par an dans le Sud-Ouest (même si les modélisations sont moins fiables que celles concernant la température), avec une augmentation de la demande en eau exprimée par l’évapotranspiration potentielle (de 800 à 850 mm) justifient que cette question soit prise très sérieusement en compte [8][11]. Les projections faites sur le XXIe siècle des indices de sécheresse définis dans le cadre du projet ClimSec font ressortir un risque d’intensification de l’assèchement des sols superficiels jusqu’en 2050, puis de la multiplication de sécheresses agricoles extrêmes d’ici la fin du siècle [9].

12Ainsi chaque année, le rendement et la qualité de chaque production agricole apparaissent comme la résultante des interactions entre l’offre du milieu naturel et la demande de la plante qui varie au cours de son cycle de développement et des interventions culturales. Ce schéma est général pour l’ensemble des cultures. Pour maintenir une activité agricole de qualité et économiquement rentable, l’évolution des conditions climatiques attendue au cours du XXIe siècle nécessitera la mise en œuvre de modifications dans les systèmes de culture qui constitueront un défi d’innovation et d’adaptation pour les agriculteurs.

Contexte scientifique

  • 5 Institut des Sciences de la Vigne et du Vin – Bordeaux Aquitaine.

13La question des impacts des changements globaux sur l’agriculture a commencé à faire l’objet de préoccupations à l’échelle mondiale à partir du début des années 1990. Cet intérêt n’a fait que croître depuis. En France, depuis la fin des années 1990, 70 projets de recherches ont été mis en œuvre sur cette thématique, dont la moitié s’intéressait aux impacts, une vingtaine concernait l’atténuation des effets négatifs et une dizaine l’adaptation aux nouvelles conditions attendues. Au cours des années 2000, les recherches se sont multipliées sur ce sujet et l’année 2003 a été un facteur déterminant pour la prise de conscience des impacts attendus du changement climatique. Le projet CLIMATOR (2007-2010) a représenté une contribution majeure à l’étude des impacts du changement climatique sur l’agriculture française [12]. Sur la base des résultats de ces projets, un atelier de réflexion prospective a été mis en place en 2009 (ANR ADAGE) dont l’objectif était d’identifier les besoins en recherche et en développement sur l’adaptation au changement climatique de l’agriculture et des écosystèmes anthropisés [13]. Les conclusions de cet atelier ont conduit l’INRA à proposer en 2011 une structuration transversale de ses recherches sur cette thématique dans le cadre du Métaprogramme ACCAF [3]. Un projet qui structure à l’échelle nationale les recherches sur ces questions pour la filière viti-vinicole a été construit. Ce projet, dénommé LACCAVE, regroupe 22 laboratoires nationaux. Il est coordonné par l’UMR EGFV (Bordeaux ISVV) et l’UMR Innovation (Montpellier IHEV) afin de renforcer le caractère national de la problématique. En écho aux priorités de la Région Aquitaine définies dans les plans climat 2007 et 2011 et aux attentes des professionnels particulièrement sensibilisés à cette question, les laboratoires de l’ISVV5 coordonnent leurs actions pour mieux anticiper les conséquences du changement climatique sur la filière viti-vinicole, étant donné l’enjeu économique qu’elle représente. Des programmes de recherche sont également en cours de mise en place pour les espèces fruitières.

I- Impacts observés et attendus pour les principales productions agricoles en Aquitaine

14Certaines observations (dates de vendanges, rendement des cultures) réalisées au cours des dernières décennies en agriculture montrent que le changement climatique est en cours. Si l’évolution future de ces indicateurs ne peut être prévue avec certitude, il paraît important de rapporter ici ces observations, puis les impacts attendus pour les principales cultures d’intérêt en Aquitaine. Comme il est impossible d’être exhaustif, ces changements observés et attendus seront présentés pour les principales caractéristiques des cultures : phénologie, rendement, qualité des produits, et pression parasitaire, à partir d’exemples relatifs aux productions agricoles majeures de la région. En raison de son importance pour la région, certains aspects liés à la ressource en eau seront également décrits.

Contexte et méthodologies

15Au cours des dernières années plusieurs bases de données (Phenoclim, Observatoire de Saisons, PEP 725…) ont été mises en place pour stocker les observations de la réponse des espèces végétales au climat passé et présent. Ces données nous ont permis d’analyser les tendances et l’intensité de l’évolution de cette réponse et de nous renseigner sur la capacité d’adaptation des espèces cultivées dans nos régions.

16En revanche les impacts attendus du changement climatique ne peuvent être étudiés autrement que par voie de modélisation. Pour cela, les conditions climatiques futures simulées à l’aide de modèles de circulation globale du climat (i. e modèle ARPEGE de Météo-France régionalisé) sont introduites dans des modèles agronomiques qui représentent le fonctionnement de différents processus de fonctionnement de la plante (par exemple la phénologie) ou des systèmes de culture (i.e. à l’échelle de la parcelle). Au préalable ces modèles ont été testés avec des données climatiques du passé récent. Des variables de sortie synthétiques concernant ces différents processus permettent de quantifier les impacts probables du changement climatique.

17L’évaluation des conséquences futures du changement climatique peut aussi reposer sur des expérimentations en conditions contrôlées, notamment celles où la concentration en CO2 dans l’atmosphère a été augmentée artificiellement. Les informations de cette nature concernant les principales espèces cultivées sont encore rares. Leur extrapolation pour les conditions futures est pour cela souvent critiquable et risquée puisque de nombreuses interactions potentielles ne sont pas prises en compte. La seule alternative est alors d’utiliser la modélisation comme dans le projet CLIMATOR. Mais cette démarche n’est également pas dépourvue d’inconvénients puisque des étapes intermédiaires sont nécessaires, par exemple la régionalisation des sorties issues des modèles climatiques globaux, et les erreurs peuvent facilement se cumuler au cours de ce processus d’emboîtement de modèles de natures très différentes. Ainsi, il est très important d’évaluer les incertitudes générées par ce type de couplage. Certaines incertitudes sont irréductibles, comme celles liées aux scénarios de concentration des gaz à effet de serre. D’autres sont associées à une méconnaissance du fonctionnement et des interactions entre processus qui sont décrits dans les modèles climatiques, les méthodes de régionalisation et les modèles de culture utilisés pour l’étude d’impact. Par ailleurs, il existe également des sources de variabilités, qui sont soit subies (variabilité interannuelle, variabilité des sols et des sites étudiés) ou qui, au contraire, constituent des choix possibles pour la conduite de l’agriculture (choix de variétés, itinéraires techniques…). Tout cela conduit à interpréter les résultats d’impacts attendus avec précaution, notamment en générant des séries trentenaires de variables agronomiques (rendement, phénologie, etc.) et en analysant celles-ci, variabilité interannuelle comprise. Il est toujours nécessaire de les considérer comme définissant des tendances prévisibles sur lesquelles fonder des choix stratégiques pour l’adaptation.

Le projet CLIMATOR [8][12]
Ces dernières années, plusieurs projets ont mis en œuvre cette démarche de modélisation couplée, pour évaluer les impacts du changement climatique en agriculture. C’est notamment le cas du projet CLIMATOR (2007-2010), financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR). Pendant 3 ans, 17 équipes de 7 instituts et organismes ont travaillé ensemble sur le projet CLIMATOR, associant ainsi des disciplines variées : climatologie, agronomie, écophysiologie, bioclimatologie, science du sol pour des objectifs divers : recherche, développement, enseignement. Cependant, la mise en place d’un cadre méthodologique commun a permis une gestion optimale de cette diversité. Ce projet avait pour objectif de proposer des méthodes et des informations pour des systèmes cultivés variés (monocultures et rotations de blé, tournesol, maïs, sorgho, colza, prairies, forêt, banane, canne à sucre et vigne), à l’échelle de la parcelle, sur 13 sites représentatifs des climats français. Le travail réalisé dans CLIMATOR repose sur une analyse d’impacts possibles selon diverses hypothèses pour le climat futur. Il s’agit d’un exercice de modélisation à vocation prospective qui ne peut, en aucun cas, être considéré comme prévisionnel. L’objectif est de traduire les hypothèses climatiques en impacts chiffrés pour distinguer les effets positifs, négatifs ou non significatifs qu’induisent ces hypothèses sur l’agriculture et la forêt françaises, dans leur dimension uniquement biotechnique. De nombreux résultats issus de ce projet seront présentés dans ce document pour illustrer les impacts attendus du changement climatique sur l’agriculture en Aquitaine. Pour la plupart de ces projections, le scénario du GIEC d’émission des gaz à effets de serre A1B a été utilisé. Il correspond à une augmentation de la température moyenne de l’ordre de 2 °C sur la France en 2050, et de 3,2 °C à la fin du XXIe siècle. D’autres informations plus complètes sur les méthodes de régionalisation du climat, sur les modèles agronomiques utilisés pour chaque culture, ainsi que sur la hiérarchisation des incertitudes peuvent être obtenues dans le Livre Vert du projet CLIMATOR.

La phénologie

18Comme il a été vu précédemment, l’augmentation de la température aura un effet majeur sur la vitesse de développement des plantes. La phénologie est déterminante pour l’adaptation des espèces dans un environnement donné. Par conséquent c’est un caractère des espèces cultivées pour lequel de nombreuses études d’impact ont déjà été conduites.

Impacts observés

19L’augmentation des températures accélère le développement de la vigne [14]. Depuis vingt ans, l’augmentation de la température moyenne combinée à des pratiques culturales particulières (faible rendement, réduction de la fertilisation, augmentation de la surface foliaire) a conduit à une avance de la date de maturité des raisins de 15 jours en moyenne (Figure 1). Cet ordre de grandeur de l’avancement de la phénologie dans le Bordelais est comparable à celui observé dans d’autres vignobles [15]. À ce sujet, il est nécessaire de faire référence aux importantes recherches qui ont permis de reconstruire le climat passé à partir des données phénologiques de la vigne et notamment la date de vendanges (cf. chapitre 2, Figure 15) [16][17].

Figure 1 : Évolution de la date des vendanges dans une propriété du Bordelais entre 1900 à 2012. Si la date des vendanges a eu tendance à reculer jusqu’au début des années 1990, principalement en raison de la diminution de la pression des maladies par une amélioration des traitements phytosanitaires, elle a subi une avancée de près de 15 jours par la suite [18].

20De la même manière, des avancées de la phénologie ont été observées sur la plupart des espèces cultivées, que ce soient dans les grandes cultures ou les espèces fruitières telles que le pommier, le poirier, le cerisier [19] et le prunier d’Ente. Sur les 40 dernières années, une avance de 7-8 jours a été mise en évidence pour la floraison du pommier et de 10-11 jours pour celle du poirier et du cerisier. Ces observations ont été faites malgré des hivers plus doux qui ont eu pour conséquence une augmentation de 3 à 5 jours de la durée nécessaire pour la satisfaction des besoins en froid, nécessaire à la levée de dormance, préalable au débourrement (cf. supra).

Figure 2 : Dates moyennes de floraison (A) et de vendanges (B) pour le cépage Merlot calculées pour le passé récent PR (1971-2000), le futur proche FP (2020-2050) et le futur lointain FL (2070-2100) à Bordeaux, Lusignan et Toulouse [8].

Impacts attendus

21Sur la vigne, les simulations produites dans le projet CLIMATOR permettent d’envisager pour le cépage Merlot à Bordeaux une avancée de la date de floraison et de la date des vendanges d’environ 40 jours pour la fin du siècle (Figure 2). Du fait de ce décalage vers le milieu de l’été, la température minimale moyenne pendant la période de maturation des raisins serait augmentée de 4 à 6 °C, ce qui renforce l’impact du réchauffement climatique sur la composition des raisins. Voisine de 15 °C actuellement, cette température augmenterait au-delà de 20 °C.

22L’avancée de la phénologie se poursuivra pour toutes les espèces cultivées. Concernant le maïs, un avancement de la date de floraison d’environ 15-20 jours est attendu pour la fin du siècle, et d’environ 15 à 30 jours selon le scénario, pour la récolte [8]. Sur les espèces fruitières telles que le prunier d’Ente et le cerisier, les avancées de floraison envisagées sont susceptibles d’accroître le risque de gel de fleurs ou de jeunes fruits. Des anomalies physiologiques de la phénologie des bourgeons causées par des satisfactions insuffisantes des besoins en froid (retards et étalements excessifs de la floraison) pourraient être observées. Les conséquences agronomiques attendues sont des désynchronisations de floraison entre des cultivars devant s’interpolliniser ou des étalements excessifs de la maturité des fruits à l’échelle de l’arbre ou des vergers. Des débourrements végétatifs excessifs pourraient également perturber fortement l’architecture des arbres et la conduite des vergers.

Les rendements

23Pour la plupart des productions agricoles, le rendement est la variable clé qui conditionne la rentabilité économique. Pour une variété et un système de culture donnés, il dépend en grande partie de l’évolution des conditions climatiques au cours de la saison de croissance de la culture.

Impacts observés

24En Aquitaine, les rendements pour le maïs sont proches des rendements moyens nationaux (autour de 90 qtx/ha). Ces rendements ont notablement augmenté entre les années 1980 et 2000, et stagnent depuis une dizaine d’années, notamment en raison des épisodes de sécheresse répétés avec des besoins en eau accrus. De 2007 à 2010, alors que le rendement moyen du maïs irrigué est resté stable, le rendement du maïs pluvial (non irrigué) a significativement diminué. Le rendement du blé en Aquitaine est inférieur d’un cinquième au rendement moyen national (environ 55 qtx/ha pour 70 qtx/ha au niveau national). Pour cette culture d’automne non irriguée, on observe la même tendance que pour le maïs, c’est-à-dire une augmentation du rendement depuis les années 1980 (gain de 15 qtx/ha environ), puis une stagnation voire une légère diminution depuis les années 2000 attribuée en grande partie au changement climatique, mais aussi à des paramètres agronomiques tels que la baisse de la fertilisation azotée [20]. Le rendement du tournesol, culture de printemps, non irriguée, est comparable au rendement moyen national (25 qtx/ha). Il s’avère exemplairement stable depuis une trentaine d’années.

25Certaines espèces fruitières telles que le cerisier, l’abricotier, le prunier d’Ente sont déjà très sensibles aux irrégularités de production. Spécifiquement pour la région Aquitaine, il faut citer l’exemple du prunier d’Ente dont la récolte de 2011 n’a pas atteint 25 000 tonnes de fruits parvenus à maturité et de calibre marchand, alors que la filière en espérait entre 45 000 et 50 000. La sécheresse du printemps puis l’été humide en sont la cause. Ces irrégularités de production pourraient augmenter avec le changement climatique [21].

Impacts attendus

26Le projet CLIMATOR a permis d’obtenir de nombreux résultats concernant la culture du maïs, de blé tendre et du tournesol dans le Sud-Ouest. Dans le cas du maïs irrigué à 80 % des besoins, on pourrait ainsi s’attendre à une diminution de rendement de 9 qtx/ha dans le futur proche (FP-2020-2050) et de 15 qtx/ha dans le futur lointain (FL-2070-2100). Le rendement pourrait diminuer malgré l’irrigation car l’avancement des stades phénologiques (floraison, récolte) est susceptible de générer une diminution du nombre de jours de remplissage des grains et donc une diminution du rendement. Dans le cas du blé tendre, il est prévu une stabilité du rendement dans le futur proche, voire une augmentation du rendement dans le futur lointain (+9 qtx/ha dans le FL) en raison de l’effet de l’accroissement de la teneur en CO2 dans l’atmosphère sur la production de biomasse. Les prévisions pour le futur proche sont en contradiction avec les effets observés depuis le milieu des années 1990. Pour cette culture, un avancement des stades est également attendu. Les phases de remplissage du grain pourraient donc se produire pendant des périodes moins contraignantes pour la plante. Les résultats obtenus pour le tournesol laissent envisager également une stabilité du rendement dans le futur proche et une amélioration du rendement dans le futur lointain (+ 4 qtx/ha dans le FL). Mais cette augmentation ne serait pas significative, et soumise à une forte variabilité interannuelle. Ce résultat est expliqué par une compensation entre les effets bénéfiques de l’augmentation de la teneur en CO2 atmosphérique et les effets négatifs du stress hydrique, particulièrement prégnant sur sol à faible réserve en eau.

Production de fraises hors sol (Marie-Noëlle Demene, Invenio)

27Chez le fraisier cultivé, le rendement est conditionné par le potentiel de production de la plante. L’initiation florale est un facteur déterminant pour la rentabilité de cette culture car elle conditionne le potentiel de floraison et donc pour partie, le rendement. Le fraisier a besoin en hiver d’être exposé à des heures de froid pour pouvoir lever sa dormance. L’impact d’une élévation de température se traduirait notamment par des besoins en froid non satisfaits, Dans ces conditions les plants reprendraient leur activité de façon plus précoce. Ils pourraient alors présenter un développement végétatif réduit, des hampes florales très courtes avec des fleurs mal formées. Les conséquences seraient une réduction du rendement et des fruits plus petits (comme au printemps 2003 en Aquitaine suite à un hiver doux). Par ailleurs, les automnes chauds conduisent à un retard de l’initiation florale qui a lieu le plus souvent fin août ou début septembre. Avec des températures automnales élevées, il faudrait attendre des jours plus courts pour que les plants puissent induire des inflorescences. Dans ces conditions le taux de plants induits à une date donnée serait réduit.

28L’INRA Aquitaine s’associe avec Invenio et le Ciref pour étudier l’impact d’une élévation de la température sur le rendement. Des marqueurs de potentiel de floraison sont recherchés pour permettre une évaluation rapide du potentiel de production et une sélection efficace de variétés productives même en conditions plus chaudes.

La qualité des fruits

29Pour les productions fruitières et surtout pour la vigne, la composition des fruits à maturité est déterminante pour la valorisation des récoltes. Cette composition dépend étroitement des conditions climatiques, comme en atteste la variabilité qu’il existe entre millésimes pour des vins élaborés à partir de raisins issus de la même parcelle. Il est donc déterminant d’étudier ce point en particulier.

Impacts observés

30Pour beaucoup de régions viticoles, notamment en Aquitaine, l’avance des dates de maturité au cours des 20 dernières années a permis d’atteindre plus régulièrement une excellente maturité du raisin et s’est traduite globalement par une amélioration de la qualité des vins produits. On constate une plus grande fréquence de bons millésimes à partir des années 1980. Cette amélioration est surtout liée à l’évolution des techniques viticoles et à une plus grande fréquence des déficits hydriques au cours de l’été. Dans le Bordelais, la qualité du millésime n’est en effet pas corrélée à la température, mais au déficit hydrique perçu par la vigne entre la véraison et la récolte [22]. Par exemple, les millésimes les plus secs depuis 50 ans, 2005 et 2010, sont de grands millésimes. Ces observations réalisées dans le Bordelais sont valables pour l’ensemble de l’Aquitaine. Au cours de cette période, on constate aussi une évolution de la composition du raisin, qui n’est pas sans conséquence sur l’équilibre des vins produits. L’augmentation de la teneur en sucres du raisin, qui se traduit par une augmentation de la teneur en alcool des vins, est particulièrement spectaculaire (Figure 3).

31En parallèle, l’acidité du raisin a diminué, provoquant une augmentation du pH des vins. Cette évolution peut, suivant la situation et suivant la sensibilité du dégustateur, augmenter les qualités gustatives du vin (plus de souplesse et de rondeur) ou les déprécier (moins de fraîcheur). Lorsque l’augmentation des températures provoque une trop grande avancée de la période de maturation, et que celle-ci se déroule en conditions chaudes au cœur de l’été, la maturité technologique (équilibre entre sucres et acidité) est atteinte avant la maturité phénolique (maturité des tanins). L’augmentation des températures pendant les vendanges entraîne déjà des modifications de pratiques avec une augmentation de la fréquence des récoltes nocturnes. De plus, l’évolution de la composition des raisins a des conséquences majeures sur les procédés œnologiques d’élaboration des vins.

Figure 3 : Augmentation de la teneur en alcool d’un vin d’une propriété en Bordelais entre 1962 et 2009. Alors que la teneur moyenne en alcool était inférieure à 12° au début des années 1960, elle a augmenté jusqu’à des valeurs supérieures à 13° à la fin de la première décennie du XXIe siècle (Roby, communication personnelle).

Impacts attendus

32Pour la vigne, l’avancement de la phénologie conduira en toute vraisemblance à un déroulement de la maturation dans des conditions de plus en plus chaudes. Les conséquences sur la qualité du vin, plutôt positives jusqu’à aujourd’hui, risquent de devenir négatives pour une proportion croissante des vins produits en Aquitaine lorsque les augmentations de température dépasseront un certain seuil. Des études réalisées sous des climats plus chauds ont montré que l’exposition directe et prolongée des raisins à des températures élevées apparaît préjudiciable à l’accumulation des polyphénols qui contribuent à la couleur et à la structure des vins rouges [23] et des composés aromatiques [24]. Par ailleurs, la hausse des températures minimales sera probablement plus importante que celles des températures moyennes [25]. L’élévation des températures nocturnes et la réduction probable de l’amplitude thermique jour-nuit dans le cadre du réchauffement climatique à venir devraient également contribuer à des modifications de la composition en polyphénols. Des recherches sont actuellement conduites en Aquitaine au sein de l’ISVV sur ces questions. Pour des températures supérieures à environ 35 °C, des symptômes d’échaudage sur feuillage peuvent apparaître, entraînant une altération des feuilles et un blocage de la synthèse des sucres. Les raisins peuvent être eux aussi touchés par cet échaudage extrême et présenter des brûlures ou un dessèchement. Si des contraintes hydriques modérées sont favorables à la qualité des vins, des épisodes de sécheresse plus marquée s’accompagneraient d’un arrêt de la synthèse des sucres via la photosynthèse et de chutes de feuilles précoces, induisant un blocage de la maturation et de l’accumulation des sucres dans les raisins. Ces nouvelles conditions de maturation provoqueront des déséquilibres gustatifs (vins trop alcoolisés et insuffisamment acides), un décalage entre la maturité technologique et phénolique, ainsi qu’une modification de la composition en arômes des vins produits. Elles pourront augmenter le risque d’un vieillissement prématuré des vins, en particulier pour les vins blancs.

33Au-delà des effets sur le calibre des fruits, des modifications des rythmes de croissance pourraient avoir des conséquences sur des aspects majeurs de la qualité des fruits. Chez le Cerisier, par exemple on observe déjà une plus grande proportion de fruits doubles, phénomène favorisé par des températures dépassant fréquemment les 30-35 °C durant l’été précédent. Par ailleurs l’éclatement de la cerise constitue un exemple préoccupant de caractère de qualité qui pourrait être de plus en plus soumis aux irrégularités de pluviométrie (Figure 4).

34Des facteurs génétiques, physiologiques, climatiques et agronomiques ont une influence sur ce caractère. Des études sont actuellement en cours à l’INRA en Aquitaine pour créer des variétés moins sensibles à ce problème.

Le confort hydrique des cultures et les conséquences sur la ressource en eau

35Étant donné l’importance et l’enjeu que représente l’eau pour l’agriculture en Aquitaine, il nous a paru indispensable de présenter quelques éléments relatifs aux situations actuelles et futures pour cette question. Le confort hydrique exprime la capacité d’une culture à fonctionner de façon potentielle, c’est-à-dire sans réduction de la consommation en eau liée à un stress hydrique.

Figure 4 : Dégâts d’éclatement sur cerises mûres (photo J. Claverie, INRA). Ces fruits ne sont plus commercialisables.

Impacts observés

36De 2003 à 2006, les besoins en eau d’irrigation des cultures de maïs ont été, en France, de 30 % supérieurs à la moyenne de la décennie précédente [calcul qui tient compte des précipitations et de la réserve en eau des sols, 26], même si la responsabilité du changement climatique sur cette augmentation n’a pas été démontrée. La surface de maïs irrigué a été réduite de 10 % en Aquitaine (pour une moyenne nationale de 13 %). Dans le même temps, les volumes d’eau par hectare ont progressé pour compenser les déficits de précipitation. La sécheresse a surtout été plus marquée en 2005 dans notre région [27]. Cette année avait en effet été caractérisée par un déficit de pluviométrie estivale, précédé d’un hiver également sec. Ces sécheresses ont eu un impact négatif sur le rendement des céréales (cf. § Les rendements), mais positif sur la qualité des vins produits dans la région (cf. § La qualité des fruits).

Impacts attendus

37Les simulations réalisées dans le cadre du projet CLIMATOR montrent des impacts variables pour le confort hydrique et la restitution aux nappes, selon les cultures et le fait qu’elles sont irriguées ou non.

38Ainsi, dans le cas du blé, culture d’automne non irriguée, malgré l’anticipation des stades phénologiques, la diminution de la pluviométrie pourrait provoquer une détérioration du confort hydrique, affectant davantage le rendement. Par contre, à même niveau de confort hydrique, l’effet bénéfique du CO2 induirait une augmentation du rendement dans le futur proche (2020-2050) et dans le futur lointain (2070-2100). Concernant le maïs irrigué, l’augmentation du déficit hydrique climatique pourrait se traduire par la nécessité d’un supplément d’irrigation de l’ordre de 40 mm/an en moyenne dans le futur proche (2020-2050). Dans le futur lointain (2070-2100), les incertitudes sont grandes et il se peut que le frein phénologique compense l’augmentation du déficit climatique. Par ailleurs, le maïs, en raison de ses particularités en matière de photosynthèse, serait moins favorisé par l’augmentation de la teneur en CO2 atmosphérique. Les choix des variétés et des sols seront très importants pour limiter l’augmentation d’eau d’irrigation.

39Malgré l’augmentation du déficit hydrique climatique, le confort hydrique de la vigne dans le vignoble girondin ne subirait pas de détérioration très sensible pendant la période floraison-maturité grâce au maintien de quelques pluies estivales et à l’avancée de la phénologie qui pourrait reporter les périodes de sécheresses les plus intenses après les vendanges. En revanche, une franche diminution du confort hydrique de la vigne pourrait concerner le nord de la région, par extrapolation de ce qui est simulé à Lusignan en Poitou-Charentes. Les zones les plus à l’est connaîtraient un confort hydrique toujours dégradé, comme l’indiquent les résultats obtenus pour Toulouse (Figure 5).

Figure 5 : Confort hydrique estimé pour le passé récent (PR), futur proche (FP) et futur lointain (FL) par le rapport ETR (Évapotranspiration réelle) sur ETM (Évapotranspiration Maximale) pour un vignoble du cépage Merlot à Bordeaux, Lusignan et Toulouse. ETM représente la demande en eau d’une culture en absence de limitation hydrique. Ce rapport quantifie donc l’équilibre offre/demande moyen entre la floraison et la maturité [8].

40Le changement climatique aurait pour conséquence une baisse très sensible de la restitution d’eau aux nappes en profondeur ou aux rivières. Les prévisions réalisées pour les sols viticoles dans le cadre du projet CLIMATOR montrent que dans les zones où le rapport offre sur demande en eau est initialement relativement élevé, comme à Bordeaux, la quasi-totalité de la baisse de la ressource en eau se répercuterait sur un défaut d’alimentation des nappes en profondeur (ou d’alimentation du réseau hydrologique), ce qui est cohérent avec le fait que le confort hydrique des cultures serait peu affecté. Pour les zones plus continentales comme le Lot-et-Garonne, dont le bilan hydrique climatique est initialement plus faible ou négatif, il y aurait une diminution moindre de la restitution de l’eau aux nappes par rapport à la situation actuelle. Le niveau de restitution d’eau au milieu serait également modulé par les paramètres du système de culture, en premier lieu par la réserve utile du sol : une réserve plus importante permet de stocker de l’eau qui sera évaporée ou transpirée vers l’atmosphère, et donc de réduire la transmission en profondeur.

La santé des cultures

41Les bioagresseurs des plantes sont connus pour avoir des impacts variables sur les cultures en fonction des variations de conditions climatiques interannuelles. On imagine donc que le changement climatique aura un impact majeur sur le fonctionnement des pathogènes et sur leur agressivité vis-à-vis des différentes cultures.

42On s’attend notamment à des effets directs du changement climatique sur les champignons pathogènes, ainsi qu’à des effets indirects via la plante hôte. L’augmentation des températures, de la teneur en CO2 de l’atmosphère, de l’irrégularité des pluies et de l’occurrence d’événements extrêmes, devrait modifier non seulement les cycles épidémiques mais également la répartition spatiale des pathogènes. Classiquement, l’efficacité d’infection d’un champignon dépend de deux variables climatiques, la température et la durée d’humectation (présence d’eau libre sur les feuilles ou les fruits). L’augmentation des températures et la diminution de la durée d’humectation attendues dans un contexte de changement climatique pourraient avoir des effets antagonistes sur le processus d’infection. Les simulations réalisées dans différents travaux (dont le projet CLIMATOR) montrent que, selon les besoins en durée d’humectation et l’optimum thermique des pathogènes, différentes situations se dessinent. Ainsi, dans le cas de la rouille brune du blé, les effets de la température et de la durée d’humectation devraient se compenser dans un futur proche, puis l’effet défavorable de la baisse significative de la durée d’humectation devrait l’emporter et réduire notablement le nombre de jours favorables aux infections du printemps et de l’été. Globalement, on s’attend à une diminution marquée des pertes de rendement dues à la rouille brune, notamment pour les variétés tardives de blé. Pour la septoriose du blé, on montre que la constitution de l’inoculum serait bien moins limitée par le froid hivernal, mais qu’en revanche la diminution des pluies freinerait ensuite fortement la progression épidémique, se traduisant par une diminution de la nuisibilité de la maladie. Cette baisse de pluviométrie devrait également pénaliser les phases d’infection et de sporulation du mildiou de la vigne, ainsi que le risque épidémique de botrytis, étroitement lié aux précipitations durant la période véraison-maturité. Toutefois, on constate un effet positif de l’accroissement de température et de l’augmentation de teneur en CO2 sur la croissance de divers champignons qui sont suspectées être à l’origine de déviations aromatiques dans les vins évoquant la terre humide, l’humus, la betterave rouge ou le champignon frais.

43Enfin, l’augmentation des températures est également susceptible de modifier le positionnement du cycle du champignon par rapport au cycle de la culture. Ainsi, l’avancement des dates de débourrement de la vigne pourrait favoriser les infestations primaires de mildiou, même si les autres phases du cycle épidémique étaient en moyenne freinées par la baisse de pluviométrie comme on l’a montré plus haut [28].

44En ce qui concerne les insectes ravageurs, le principal facteur ayant un effet direct sur leur cycle reproducteur est la température [29][30]. Jusqu’il y a une dizaine d’années, un ravageur majeur de la vigne, l’espèce de vers de la grappe Eudemis avait généralement trois générations en Aquitaine, la dernière étant nettement séparée des deux précédentes et située tard en septembre. Aujourd’hui cette troisième génération succède rapidement à la deuxième et il n’est pas rare de trouver une quatrième génération en octobre/novembre. Mais les effets des températures élevées peuvent parfois être néfastes au développement de certains insectes en bloquant les cycles de pontes (au-delà de 32,5 °C) et en causant une forte mortalité des œufs au-delà de 38 °C, comme dans le cas d’une autre espèce de vers de la grappe, Cochylis [31]. De même, il est très probable que de nouveaux ravageurs puissent faire leur apparition suite au réchauffement climatique. Ainsi des lépidoptères, des drosophiles agents de la pourriture acide ou des cochenilles vectrices de virus, cantonnés actuellement dans les zones méditerranéennes, commenceraient leur remontée [32]. La drosophile fait déjà de nombreux ravages dans les Alpes maritimes (source chambre d’agriculture) sur les fraises et cerises, et a été signalée en Poitou-Charentes en 2011 (source FREDON).

II- Adaptations

45L’adaptation peut être définie comme « l’ensemble des évolutions d’organisation, de localisation et de techniques que les sociétés devront opérer pour limiter les impacts négatifs du changement climatique et en maximiser les effets bénéfiques ». Elle recouvre des formes d’actions très variées qui s’appliquent à de nombreux secteurs. Ses problématiques diffèrent suivant les zones et les échelles géographiques et sa mise en œuvre implique de combiner des instruments très divers [33]. Nous n’aborderons ici que les aspects techniques et de localisation en lien avec les enjeux agricoles.

Les changements de pratiques culturales

46L’irrigation est l’une des pratiques culturales qui risque d’être la plus remise en question dans le futur. Cela est particulièrement déterminant pour la culture du maïs, mais aussi la production de semences, les vergers à fruits et les légumes de plein champ [34]. Les surfaces irriguées ont augmenté de 20 % depuis les années 1980. Les différentes zones de culture de maïs en Aquitaine présentent de forts contrastes en matière de possibilité d’irrigation. Si les irrigants des sables landais puisent sans contrainte dans la nappe superficielle, abondante et impropre à la consommation humaine, les irrigants du bassin de l’Adour, de la Garonne et de la Dordogne sont fréquemment soumis à des restrictions, voire des interdictions, l’été alors que les besoins du maïs grain sont les plus élevés.

47Ces dernières années, d’importants efforts ont été accomplis pour adapter les apports aux réels besoins de la plante, en pilotant l’irrigation avec des bilans hydriques ou des mesures de l’eau dans le sol. Par ailleurs, les surfaces en maïs irrigué ont décru depuis 2005, et plus de la moitié des terres libérées a été réaffectée à d’autres cultures céréalières non irriguées. Mais dans le contexte du changement climatique et de la raréfaction de la ressource en eau en Aquitaine, la poursuite de la culture du maïs sous irrigation est fortement menacée dans le Sud-Ouest à échéance variable en fonction des zones de production [8]. La réduction des surfaces en maïs irrigué pourrait ainsi libérer des volumes d’eau pour des irrigations de complément pour des cultures non irriguées jusqu’alors (blé, tournesol etc.) ou le maintien de l’irrigation pour des filières très sensibles (semences, vergers, légumes de plein champ) [34]. Du point de vue économique, la culture du maïs a permis jusqu’à présent le maintien de nombreuses exploitations de taille moyenne, elle est aussi liée aux systèmes de culture « sous contrats » qui rendent l’irrigation presque obligatoire pour maximiser et sécuriser le rendement. Par ailleurs, les politiques publiques de développement agricole avaient clairement affiché l’irrigation comme priorité stratégique dès le milieu des années 1980 pour maintenir le marché des cultures « sous contrats » et pousser à l’intensification de certaines cultures. Ce sont donc principalement des éléments de politique publique (modèles d’agriculture, PAC, prix de l’eau, arbitrage au sein des territoires, développement d’infrastructures pour le stockage de l’eau) qui feront évoluer la situation [11].

48La tendance actuelle est de continuer à envisager l’irrigation des vergers en mettant en œuvre des techniques permettant de réduire les apports de 20 à 30 % sans pénaliser la production. En Lot-et-Garonne, l’ATGM participe à de nombreux projets de recherche et d’expérimentation dont l’objectif est d’une part de mieux prévoir les risques de sécheresse et de mieux piloter l’irrigation. L’irrigation de la vigne en Aquitaine, interdite jusqu’alors en AOP, ne pourrait être envisagée qu’en dernier recours, en se posant clairement la question des priorités en matière de partage des ressources en eau. La vigne est une plante naturellement résistante à la sécheresse, qui n’est pas cultivée pour obtenir un rendement maximal, mais un rendement compatible avec une qualité donnée des raisins, les deux éléments étant déterminants pour la rentabilité économique des exploitations. Par ailleurs, l’irrigation, même raisonnée, peut conduire à une augmentation supplémentaire de la teneur en sucres des raisins.

49D’autres pratiques culturales peuvent être modifiées en réponse au changement climatique. Pour les grandes cultures, l’avancée des dates de semis est une pratique qui est déjà mise en œuvre et pourra se poursuivre. D’après les résultats de CLIMATOR, elle serait a priori très intéressante pour le tournesol. Pour le blé, l’avancement des dates de semis, intéressant en termes d’esquive du stress hydrique de fin de cycle, doit être réfléchi en tenant compte de ses conséquences sur la gestion de la flore adventice et sur la phase de germination et levée en lien avec l’humidité du sol. Dans le cas du maïs et du sorgho, son intérêt est vérifié, mais plus limité compte tenu de la physiologie et du positionnement calendaire de ces deux espèces.

50En viticulture, le potentiel de certaines pratiques doit être évalué. La mise en œuvre de la taille hivernale pourrait être retardée, avec pour conséquence un retard de quelques jours seulement sur le démarrage de la végétation. L’accumulation en sucres des raisins est également très dépendante de l’équilibre entre la quantité de feuillage (qui produit les sucres) et de raisins (qui accumulent les sucres). Ainsi, une réduction du rapport feuilles/fruit, soit par une augmentation de rendement, soit par une diminution de la surface foliaire, pourrait présenter un intérêt dans le cadre du changement climatique. C’est paradoxalement l’inverse de ce qui est conseillé depuis 30 ans en viticulture, car appliqué à un contexte où la teneur en sucres des raisins était jusqu’à présent un facteur limitant de la qualité. Les pratiques de taille hivernale, de conduite du feuillage et d’éclaircissage pourraient être revues dans ce sens. On pourra également à court terme adapter le système de conduite pour éviter l’échauffement des baies de raisin, par exemple développer toutes les pratiques favorisant l’ombrage des grappes par les feuilles (par exemple usage du cordon déployé comme en Espagne). Finalement, une diminution de la densité de plantation (nombre de souches/ha) pourrait conduire à une réduction des besoins en eau. Étant en général accompagnée d’une augmentation du rendement par souche (pour maintenir le rendement à l’hectare), les effets pourraient retarder l’accumulation des sucres dans les raisins. L’impact sur l’accumulation des composés phénoliques devrait être évalué.

Le changement d’espèces et de variétés

51Le maintien de la culture du maïs dans la région Aquitaine ne pourra se faire sans une orientation nette vers des variétés plus précoces et des dates de semis avancées. Mais cette évolution ne résoudra pas à elle seule les difficultés pressenties. La modération des surfaces et la possibilité d’accroissement de la ressource (en eau) devront également être étudiées. Pour maintenir la culture du maïs dans la région Aquitaine, le recours à des variétés à cycle court avec des maturités plus précoces permettrait d’importantes économies d’eau d’irrigation. Pour le blé, le choix des variétés précoces permettrait d’éviter les périodes de stress hydrique importantes en fin de cycle, sous réserve que l’implantation se réalise en condition d’humidité du sol suffisante pour permettre une germination rapide et une bonne installation du peuplement. Dans le cas du tournesol, le choix de variétés progressivement à cycle long et l’avancée des semis pourra ponctuellement offrir des perspectives d’augmentation des rendements, mais pas de façon systématique. Actuellement, de programmes de recherche de variétés moins gourmandes en eau et plus résistantes aux fortes températures est en cours pour toutes ces espèces. Le sorgho est une culture qui a des atouts indéniables d’adaptation à la sécheresse attendue dans le cadre du changement climatique, grâce à son système racinaire, plus profond que celui du maïs, et son feuillage moins exubérant [11] (Figure 6). Elle pourrait avantageusement remplacer la culture du maïs. Les perspectives de cette culture dans la région Aquitaine montrent que l’on peut s’attendre à une augmentation de 6 qtx/ha du rendement d’ici la fin du siècle pour le sorgho pluvial. De plus, l’introduction de l’irrigation raisonnée permettrait d’améliorer la capacité de production de cette culture alternative.

Figure 6 : Besoins en irrigation moyens de 7 cultures d’hiver et d’été : simulation avec le modèle [35] sur la base de seuils « transpiration réelle/transpiration maximale » différents selon la sensibilité des cultures (3 niveaux de réserve utile RU, sols argilo-limoneux, climat Toulouse 1984-2004) [11].

52Pour la vigne, la modification des cépages et des porte-greffes paraît être une alternative à considérer avec sérieux que ce soit pour essayer de retarder la maturité ou pour améliorer l’adaptation à la sécheresse [36]. Étant donné les impacts du changement climatique sur la qualité et la typicité des vins, il conviendra d’abord de retarder la phénologie. Cela peut se faire, dans un premier temps, par le recours à des clones plus tardifs et des porte-greffes à cycle plus long (420A, 41B). Il sera aussi possible d’augmenter la proportion de cépages tardifs, tout en restant dans la palette des cépages traditionnellement cultivés en Aquitaine (Cabernet-Sauvignon, Cabernet franc et Petit Verdot pour la production de vins rouges, petit Manseng, gros Manseng et Colombard pour les cépages blancs). Pour la deuxième moitié du siècle, cette solution ne sera certainement pas suffisante et l’introduction de cépages tardifs non autochtones pourrait être envisagée [36] (Figure 7). Il est néanmoins nécessaire d’évaluer au préalable leur compatibilité avec la typicité des vins de Bordeaux. Le recours à des cépages d’origine atlantique, comme le Touriga nacional (cépage tardif portugais) pourrait être prometteur. Des recherches sont actuellement menées dans ce sens en Aquitaine par l’ISVV avec le soutien du Conseil Interprofessionnel des Vins de Bordeaux (CIVB). En ce qui concerne la sécheresse, il est bien connu qu’il existe une large variabilité de comportement entre cépages et aussi entre porte-greffes. Plusieurs programmes de recherches sont conduits à ce sujet à l’ISVV pour sélectionner des porte-greffes plus résistants à la sécheresse.

Figure 7 : Classification des besoins thermiques de quelques cépages pour atteindre le stade maturation des raisins. Ces besoins sont calculés en faisant la somme des températures journalières moyennes supérieures au seuil de 10 °C à partir du 1er janvier jusqu’à la date de maturité des raisins. Un jour à température moyenne de 15 °C apporte 5 °C. J à la somme et un jour à température moyenne inférieure à 10 °C n’apporte rien à la somme. Cet indice caractérise la précocité des différents cépages. Les cépages situés sur la gauche du graphique mûrissent le plus tôt, et ceux qui sont sur la droite mûrissent le plus tard. Les cépages les plus tardifs pourraient être introduits dans l’encépagement bordelais, après avoir expérimenté leur potentiel pour élaborer des vins de qualité dans la région Aquitaine [37].

53Pour les espèces fruitières, la recherche de variétés adaptées à des automnes chauds (fraisier), à des hivers doux (cerisier) est développée à l’INRA d’Aquitaine. Sur fraisier, le rôle de la température sur l’architecture de la plante est analysé pour mieux comprendre l’équilibre entre développement végétatif et reproducteur et son évolution attendue avec le changement climatique.

Le changement de localisation

54La capacité à maintenir un certain confort hydrique pour chaque culture (sols profonds pour le maïs et le blé, sols moins riches pour le tournesol ou le sorgho) est déjà prise en compte dans le choix des assolements. L’enjeu majeur résidera alors à limiter les besoins en eau d’irrigation dans certaines zones de la région, en remplaçant partiellement certaines cultures par d’autres moins consommatrices.

55En viticulture, notamment en Aquitaine, les enjeux spatiaux sont majeurs, en raison de la prépondérance des vins en Appellation d’Origine Protégée. L’AOP est une dénomination européenne de protection (reprenant l’AOC française et lui reconnaissant une valeur européenne) d’un produit lié à son origine géographique. Il garantit l’origine de produits alimentaires traditionnels, issus d’un terroir et d’un savoir-faire particulier. Il est soumis à une réglementation très stricte et conditionne en partie l’organisation générale de la filière. Le terroir est défini comme un écosystème cultivé dans lequel la vigne est en interaction avec le sol et le climat [38].

56Le climat aquitain présente une variabilité non négligeable qui a été étudiée dans la zone de production des vins de Bordeaux [39] et qui pourrait donc être mise à profit pour relocaliser la vigne sur des zones plus fraîches et donc plus tardives dans un même espace géographique. L’effet des températures sur les cultures est classiquement évalué par l’établissement des sommes de températures. La somme de températures journalières moyennes supérieures au seuil de 10 °C, calculée sur la période s’étalant du 1er janvier à fin septembre varie d’environ 300 °C. J sur la zone de production des vins de Bordeaux (Figure 8). Cette variabilité est du même ordre de grandeur que la variabilité des sommes thermiques entre millésimes et du même ordre que les changements prévus pour le futur proche. Elle est aussi du même ordre de grandeur que les différences entre la somme thermique enregistrée en Bourgogne

Figure 8 : Cartographie des sommes de températures supérieures à 10 °C entre le 1er janvier et le 30 septembre de l’année 2003, à l’échelle du vignoble bordelais. La somme des températures peut varier de 1700 dans certaines zones du Blayais et du Nord-Ouest du Médoc à 2000 °C. J dans les vignobles proches de l’agglomération bordelaise ou sur les rives de Garonne et Dordogne [38].

57(1160 °C. J en moyenne trentenaire pour Dijon) et celle enregistrée à Bordeaux (1490 °C. J), ou encore entre Bordeaux et le Languedoc (1800 °C. J pour Montpellier) [40]. La connaissance de cette variabilité climatique à l’échelle des terroirs viticoles fait actuellement l’objet de plusieurs projets de recherche (TERADCLIM, LACCAVE) avec plusieurs zones d’études dans le Bordelais. Localement, ces recherches sont soutenues par les professionnels. Possible sur le plan strictement technique, une relocalisation dans des espaces géographiques nouveaux soulèvera des questions socio-économiques et organisationnelles majeures.

Impacts sur l’élevage et les systèmes prairiaux
En Aquitaine, la production agricole est en valeur à près de 70 % d’origine végétale. Les productions animales sont essentiellement représentées par la filière bovine (10 %) et la volaille (9 %). Pourtant l’élevage concerne 30 % des exploitations en Aquitaine et utilise près de 40 % de la SAU sous forme de cultures fourragères et de surfaces en herbe. À l’échelle nationale, l’élevage herbivore contribue à 11 % des émissions brutes de gaz à effet de serre, mais cette part à tendance à se réduire. Dans le contexte du changement climatique, l’effort porte à la fois sur la réduction de l’impact environnemental des activités d’élevage (réduction des émissions de gaz à effet de serre, économie d’énergie au niveau des bâtiments agricoles) et les études d’impact de la modification des paramètres climatiques sur la production des élevages et des aliments destinés à l’élevage. L’établissement d’enseignement supérieur Bordeaux-Sciences-Agro s’implique particulièrement dans ces thématiques.
L’impact de l’augmentation de la température et des vagues de chaleur sur les élevages avicoles et porcins fait l’objet de travaux de recherche dans les régions très concernées, notamment la Bretagne. Mais les résultats obtenus sont extrapolables à l’Aquitaine. Ces animaux ne transpirant pas, ils doivent évacuer la chaleur produite par leur organisme par différents mécanismes, et notamment l’augmentation de leur rythme respiratoire. Les difficultés d’évacuer la chaleur augmentent avec la température et l’humidité de l’air, ce qui peut entraîner des baisses de production voire la mort des animaux [41][42]. Par ailleurs différents facteurs liés à l’alimentation et à l’âge des animaux jouent sur la production de chaleur. Les recherches portent actuellement sur la mise au point de modèles qui permettent de simuler la production de chaleur et la productivité des animaux, afin de pouvoir estimer à terme les impacts des augmentations de température prévues par les climatologues. PIGCHANGE, un projet du Métaprogramme ACCAF est consacré à ces travaux. Ces travaux prennent également en compte les caractéristiques des bâtiments d’élevage afin d’en améliorer l’isolation thermique et la ventilation.
En ce qui concerne la production d’aliments et les systèmes prairiaux, il a été montré qu’à court terme une réduction des surfaces en maïs du fait de la restriction des volumes d’eau prélevables pour l’irrigation ne remet pas en question la production et la transformation de volailles. Outre leur fonction de production, les prairies jouent également un rôle de protection de l’environnement (limitation du lessivage), de la biodiversité, en tant que puits de carbone, et de détoxification des polluants de sols. L’impact du changement climatique sur ces éco-agro systèmes doit donc être évalué en termes de production, de qualité et aussi de diversité biologique. Les travaux réalisés dans le programme CLIMATOR [8] pour les prairies semées montrent que le réchauffement climatique devrait permettre un allongement de la période de production et donc une exploitation (fauche ou pâturage) plus tôt au printemps et plus tard en fin d’année. Par contre une diminution du rendement estival est envisagée à cause de la sécheresse, ce qui accentuerait le problème de surproduction d’herbe au printemps et de manque de fourrages en été. En Aquitaine, les augmentations de production seraient assez limitées. De plus des études réalisées sur des prairies naturelles en Dordogne et dans les Pyrénées par une équipe de l’Université de Bordeaux I (EPOC) montrent que l’effet du changement climatique sur les communautés herbacées dépendrait fortement des situations locales, et ce en interaction avec les modes de gestion des prairies. En zones déjà sèches en Dordogne, l’aggravation de la sécheresse aurait un impact très négatif sur la diversité, la composition floristique et le fonctionnement des écosystèmes, aussi bien en situation fauchée (ou pâturée) que dans les espaces abandonnés par la gestion [43][44]. En revanche, dans les Pyrénées et en situation sèche, la sécheresse induite par le changement climatique n’affecterait négativement la diversité que dans les zones très pâturées ou très fauchées. En zones plus humides, aussi bien en Dordogne que dans les Pyrénées la diversité augmenterait avec la fauche sans effet de la sécheresse.

Conclusion

58Étant donné l’importance de l’agriculture en Aquitaine et le positionnement que cela confère à la région dans l’économie nationale, le changement climatique représente un enjeu majeur qu’il est nécessaire d’ores et déjà de prendre en compte. Les efforts pour en étudier les impacts et envisager des adaptations devront se faire en concertation entre tous les acteurs des différentes filières concernées. La réflexion et l’action devront être collectives et prendre en compte tous les éléments déterminants pour l’agriculture, y compris ceux relatifs à la protection des écosystèmes. Pour la région Aquitaine, il s’agira notamment de préserver le potentiel agricole, en recherchant des solutions agronomiques qui conduisent à une réduction des besoins en eau d’irrigation. Il serait déterminant de mettre en place un observatoire du changement climatique et de ses effets agricoles en région Aquitaine. Une réflexion sérieuse sur les types d’agriculture adaptés et le lien production-commercialisation devra être conduite pour maintenir le tissu économique. La question de l’irrigation devra être posée quel que soit le type de culture, et les choix devront être établis en tenant compte des usages partagés de la ressource en eau, que ce soit entre les différents utilisateurs, mais aussi entre les différents départements de la région Aquitaine.

59Certains secteurs comme les fruits et légumes pourraient bénéficier de l’avancée des dates de récolte et améliorer ainsi leur compétitivité vis-à-vis d’autres régions françaises et européennes. La viticulture dispose quant à elle d’un potentiel adaptatif important et devrait avoir comme objectif de maintenir, dans les nouvelles conditions climatiques, le haut niveau qualitatif qui est la marque du vignoble aquitain. Les procédures réglementaires devront prendre en compte les adaptations techniques nécessaires. Pour ces cultures, il existe une dynamique scientifique bien implantée dans la Région, dont les objectifs prioritaires de recherche tiennent compte des impacts du changement climatique et des adaptations à mettre en œuvre.

60La question de l’adaptation de l’agriculture au changement climatique est par nature plurifactorielle et doit être abordée par des recherches pluridisciplinaires, allant des sciences physiques et biologiques aux sciences humaines et sociales. La question de l’adaptation de la Viticulture aquitaine au changement climatique devrait à ce titre, constituer une priorité exemplaire (dans le sens servir d’exemple). Comme cette viticulture est principalement associée à la notion d’appellation d’origine, la question des adaptations techniques doit être envisagée, conjointement à une réflexion sur les dispositions réglementaires, mais aussi sur le lien au terroir comme gage de qualité et de valorisation commerciale. La recherche bordelaise, au sein de l’ISVV, s’est engagée dans cette direction, que ce soit au niveau régional, qu’au niveau national.

5.2 Les forêts

61Coordination : Antoine Kremer

62Rédacteurs : Laurent Augusto, Vincent Banos, Alexandre Bosc, Yves Brunet, Antoine Collin, Emmanuel Corcket, Sylvain Delzon, Marie-Laure Desprez-Loustau, Hervé Jactel, Antoine Kremer, Denis Loustau, Jean-Jacques Malfait, Céline Meredieu, Olivier Mora, Virginie Moreaux, Dominique Piou, Margot Régolini, Pierre Trichet

Après avoir rappelé l’importance écologique et économique des forêts en Aquitaine, ce chapitre fait une revue des effets déjà visibles des changements globaux sur les forêts, des tendances futures et des mesures d’anticipation envisagées. Il est souvent difficile d’attribuer les effets observés aujourd’hui au seul changement climatique. L’accélération de la croissance de certaines essences, l’avancée de la date de débourrement des arbres et leur migration sont les manifestations les plus tangibles des effets des changements environnementaux en cours. Ces tendances sont amenées à se renforcer, même si l’évolution de la productivité pourrait présenter des disparités géographiques fortes au cours des décennies à venir. Le changement climatique augmentera l’exposition des forêts à des risques phytosanitaires et physiques (feux, sécheresse), à l’émergence de pathosystèmes nouveaux. Des politiques de gestion adaptative sont envisagées avec l’objectif d’améliorer la résilience des peuplements forestiers, ou de renforcer les mécanismes d’adaptation des espèces aux changements environnementaux. Les forêts offrent également des opportunités d’atténuation des effets du changement climatique, qui résident dans leur capacité de stockage du carbone in situ, dans les sols et la biomasse, et de substitution par les produits forestiers du carbone fossile utilisé dans différents secteurs (énergie, construction, etc.).

Introduction

63Les forêts d’Aquitaine constituent une ressource économique et écologique considérable, tant par la diversité des ressources biologiques qu’elles renferment que par les services et produits qu’elles fournissent. Elles couvrent globalement 1,8 million d’ha, ce qui correspond à un taux de boisement de 43 % (le taux moyen national de boisement est de 29 %). On distingue traditionnellement trois types de forêts, réparties sur des zones écologiques contrastées :

  • Les forêts des plateaux calcaires de Dordogne et du Lot-et-Garonne partiellement recouverts de placages acides (360 000 ha), principalement constituées de chêne pédonculé, chêne sessile, châtaignier et pin maritime.
  • Les forêts du bassin sédimentaire sableux des Landes de Gascogne (triangle landais, 1,2 million d’ha), constituées de pin maritime et de chêne pédonculé et chêne tauzin.
  • Les forêts de la zone Adour-Pyrénées (277 000 ha) regroupent trois ensembles majoritairement feuillus (vallée de l’Adour, piémont pyrénéen, montagne pyrénéenne) et sont principalement composées de chêne pédonculé, châtaignier, frêne, aulne, robinier, érable, hêtre et sapin.

64Leur situation écologique et géographique particulière entre régions méditerranéenne et tempérée fait que nombre d’espèces forestières se retrouvent en limite d’aire de répartition méridionale (hêtre, chêne sessile) ou septentrionale (chêne-liège, chêne tauzin), dont le maintien ou l’extension sera sans doute dépendant de leurs réponses aux changements climatiques.

  • 6 ZNIEFF : Zone Naturelle d’Intérêt Écologique, Faunistique et Floristique.

65La production de bois des forêts est une composante majeure de l’économie régionale. La filière forêt-bois en région Aquitaine regroupe 33 000 emplois salariés (ce qui représente 10 % de l’emploi industriel dans la région). Outre la production de matériau bois orienté vers des valorisations industrielles, les forêts d’Aquitaine jouent un rôle important dans la protection des milieux (fixation des dunes, des berges dans les ripisylves et des sols en montagne) et la conservation de la diversité biologique dans les milieux naturels connexes (principalement dans les zones humides, étangs, lacs côtiers, tourbières acides, lagunes…) ou au sein de zones protégées (zones Natura 2000, réserves biologiques, zones ZNIEFF6). Enfin elles constituent un élément essentiel du cadre de vie des Aquitains en offrant de nombreuses activités touristiques et récréatives.

66Les forêts d’Aquitaine ont connu de profondes mutations au cours du siècle dernier. La plus spectaculaire est l’intensification de la sylviculture des peuplements de pin maritime. D’autres moins connues concernent leur extension en surface et leur croissance accrue. Les trois types de forêts ont doublé en surface au cours du dernier siècle. Au-delà de l’augmentation de la productivité due notamment à l’amélioration des techniques culturales dans les Landes de Gascogne, la croissance des arbres a continuellement augmenté depuis le début du XXe siècle autant en altitude [1] qu’en plaine [2], en réponse aux changements environnementaux (dépôts azotés, accroissement de la teneur atmosphérique en CO2, élévation de la température). Elles ont également été sujettes à de profondes crises démographiques suscitées par des événements climatiques exceptionnels par leur intensité (cf. infra).

67La présente contribution constitue un état de lieux des connaissances acquises à partir des observations faites au cours des toutes dernières décennies, sur les effets et conséquences du changement climatique sur les forêts d’Aquitaine. Elle complète utilement les constats et synthèses faites à d’autres échelles géographiques depuis le niveau mondial [3] [4], le niveau européen [5] [6] [7] et le niveau national [8] [9] [10] [11] [12]. Elle se fixe également pour objectif de considérer les impacts attendus et d’évaluer les capacités d’adaptation et d’atténuation des forêts d’Aquitaine.

I- Changements et impacts observés

A- Phénologie des arbres

68La phénologie est l’étude des variations des phénomènes périodiques de la vie végétale et animale en relation avec le climat. Les événements phénologiques sont des marqueurs du climat mais jouent également un rôle central dans l’adaptation des êtres vivants aux variations climatiques. Pour les arbres, ils conditionnent en grande partie les échanges de carbone entre l’atmosphère et la biosphère terrestre et semblent jouer un rôle sur les limites de répartition des espèces. Dans le contexte actuel de changement climatique, ces caractères adaptatifs revêtent donc une importance croissante dans de nombreux domaines de recherche fondamentale et appliquée. C’est pourquoi plusieurs études scientifiques, réseaux d’observations, bases de données et programmes de recherches sur la phénologie ont vu le jour ces dernières années dans les unités de recherche d’Aquitaine.

69Les suivis phénologiques de la date de débourrement des feuilles effectués au cours des trois dernières décennies montrent que toutes les espèces forestières étudiées en forêt naturelle (chêne sessile, hêtre commun, houx, érable sycomore, frêne élevé et sapin commun) ont avancé leur date de débourrement en réponse au réchauffement du climat [13]. Toutefois, nous constatons que la sensibilité phénologique à la température varie considérablement entre espèces : les données montrent que le frêne et le chêne sont les espèces dont le débourrement a été le plus avancé au cours des trois dernières décennies alors que le débourrement du hêtre n’a été affecté que marginalement sur cette même période (Figure 1). Les résultats montrent également, pour toutes les espèces étudiées, un allongement de la saison de croissance (différence entre la date de débourrement et la date de chute des feuilles) avec l’augmentation de la température moyenne annuelle. Toutefois, les différences de sensibilité à la température de la phénologie printanière et automnale induisent des réponses en termes de saison de croissance relativement contrastées entre les espèces. Le hêtre et le frêne sont les espèces dont la saison de croissance s’allonge le moins face à une augmentation de la température (respectivement 8 et 7 jours/°C) alors que cet allongement est supérieur à 13 jours par degré pour le chêne [13]. Par conséquent, le changement climatique a et va avoir un impact important sur l’équilibre compétitif des espèces vivant dans une même communauté.

Figure 1 : Sensibilité phénologique du débourrement (date d’apparition des feuilles) à la température pour six espèces forestières étudiées dans le massif des Pyrénées depuis 2005, le long de gradients altitudinaux. L’ordonnée représente le jour du débourrement (en nombre de jours depuis le premier janvier) et l’abscisse la température moyenne annuelle au site d’observation. Les tendances montrent que toutes les espèces avancent leur date de débourrement avec l’augmentation de la température mais cette sensibilité varie significativement entre espèces (Vitasse et al. [13]). La pente de la droite de régression (chiffre en rouge) représente le décalage moyen de la date de débourrement exprimée en nombre de jours par degré de réchauffement (j °C -1 ).

B- Migration des espèces

70De nombreuses études basées sur de la modélisation prédisent des migrations d’espèces vers des plus hautes latitudes et altitudes, notamment en Europe (cf. infra) et Amérique du Nord. L’exemple le plus frappant en Aquitaine est sans doute celui du chêne vert (Q. ilex). La dynamique temporelle du chêne vert a été étudiée dans le Médoc (proche de la limite nord de son aire de répartition) depuis 1880 grâce à une étude historique des peuplements (utilisation des sommiers de l’ONF). En 1880, Q. ilex n’était pas présent sur les 4 036 ha de la forêt domaniale de Hourtin (voir Figure 2, carte du haut). Entre 1880 et 1916, le chêne vert a colonisé les dunes barkhanoïdes par le Nord-est, probablement via la dispersion de glands issus de forêts relictuelles dont il a été retrouvé l’existence à quelques kilomètres de la forêt domaniale (données non présentées). Entre 1916 et 1991, Q. ilex a colonisé de nouvelles parcelles vers le Sud et vers l’Est : il disparaît localement suite aux incendies de 1944 (carte de 1953) et on peut observer l’accélération de son expansion à partir des années 1950. En 2011, il est présent dans l’intégralité des parcelles de la réserve naturelle d’Hourtin et sa densité est extrêmement élevée dans les parcelles de hauts de dunes où la nappe phréatique est très profonde. Cette colonisation relativement rapide a été confirmée dans trois autres forêts littorales de la côte atlantique (voir également la forêt d’Olonne sur Mer au nord de la forêt d’Hourtin, Figure 2, carte du bas). Les vitesses de migration de Q. ilex estimées à partir de ces cartes sont de 30 m par an et sont significativement inférieures à celles prédites par les modèles de niche bioclimatique (cf. infra). Autrement dit, la vitesse de migration spontanée observée pour le chêne vert est trop lente pour suivre l’évolution supposée du climat.

Figure 2 : Distribution du chêne vert dans deux forêts domaniales au cours des 120 dernières années. Panneau supérieur : cartes du parcellaire de la forêt d’Hourtin (87 parcelles soit 4 000 ha) de 1880 à nos jours. La couleur verte indique la présence du chêne vert. Les dates correspondent aux années de parution des plans d’aménagement. Le chiffre mentionné au-dessus des plans indique le nombre de parcelles présentant du chêne vert. Panneau inférieur : cartes du parcellaire de la forêt domaniale d’Olonne sur Mer à quelques dizaines de kilomètres au nord de la forêt de Hourtin. La couleur verte indique la présence de chêne vert. Les dates correspondent aux années de parution des plans d’aménagement. Ces données historiques mettent en évidence une colonisation très rapide du chêne vert à la limite nord de son aire de distribution (Urli 2013 [14]).

C- Croissance

71À l’échelle mondiale, une tendance à l’augmentation de la productivité a été observée pendant les deux dernières décennies du XXe siècle [15] [16] [17], sans que l’on puisse attribuer au seul changement climatique cette augmentation. En Aquitaine, l’analyse des données d’inventaire forestier ainsi que les observations dendrochronologiques ont permis de mettre en évidence des modifications de croissance en forêt de montagne (hêtre) et en forêt de plaine (pin maritime).

Remontée altitudinale de l’optimum de croissance du hêtre dans les Pyrénées (cf. chapitre 7)

72L’analyse de la croissance des peuplements forestiers apparaît comme un bon indicateur de l’impact des changements environnementaux, car la croissance des arbres présente une réponse rapide aux variations environnementales [18]. C’est dans cet objectif que l’UMR BIOGECO a conduit une analyse dendrochronologique qui a mis en évidence une remontée altitudinale de l’optimum de croissance du hêtre dans les Pyrénées entre 1970 et 2009. Le long de gradients altitudinaux situés dans les Pyrénées françaises, l’optimum de croissance de cette espèce, qui est ici dans sa limite sud d’aire de répartition, s’est déplacé à la vitesse de 34 m par décennie passant de 420 m d’altitude en 1970 à 550 m d’altitude quatre décennies plus tard. Cette remontée s’explique d’une part par un déclin de croissance à basse altitude (en dessous de 600 m) et d’autre part par un gain de croissance au-dessus de 600 m au cours des quatre dernières années (Figure 3). De plus, la comparaison des variations annuelles du climat et de la croissance a permis de constater que les faibles précipitations tout comme les hautes températures conduisent à un optimum de croissance plus élevé le long du gradient.

Figure 3 : Accroissement moyen du hêtre en surface terrière en cm² sur les périodes 1995-2009 et 1970-1984. La croissance des 15 dernières années présente un déclin sensible en dessous de 600 m d’altitude par rapport à celle de 1970-1984. Au-dessus de 600 m, la croissance des arbres a par contre augmenté lors de la période récente. Le déclin à basse altitude et le gain de croissance à haute altitude ont conduit à une remontée altitudinale de l’optimum de croissance (Paillette 2010 [19]).

Évolution de la croissance des peuplements de pin maritime

73En France, depuis de nombreuses années l’Institut national de l’information géographique et forestière (IGN) mesure, sur des placettes d’inventaire réparties sur tout le territoire, des accroissements radiaux sous écorce par sondage d’arbres. En Aquitaine, si on regarde les inventaires du XXe siècle pour une des essences emblématiques du massif landais, le pin maritime, on constate une augmentation de sa productivité (en Gironde, pour les futaies régulières, moyenne de 10,1 m3/ha/an en 1999 contre 7,2 m3/ha/an en 1977 [source IFN]). Mais dans le même temps, le massif subissait de nombreuses évolutions en trois périodes successives : abandon progressif de la sylviculture du gemmage après la seconde guerre mondiale, généralisation du drainage, de la préparation du sol, du semis en ligne et de la fertilisation phosphatée à partir des années 1960 et enfin, depuis les années 1990, utilisation de matériel végétal amélioré pour 50 % des surfaces reboisées [20] et aujourd’hui à plus de 90 %.

74La productivité (en volume comme en surface terrière) varie en fonction des facteurs de l’environnement mais également au cours de la vie d’un peuplement (en fonction de son âge), atteignant plus ou moins rapidement une valeur maximale puis déclinant au-delà. L’amplitude et la rapidité des variations dépendent notamment de l’essence et de la fertilité. Pour une essence comme le pin maritime traitée principalement en futaie régulière il est plus facile d’examiner l’évolution de sa productivité en fonction de l’âge. Cela a été fait dans deux départements de l’Aquitaine où cette essence est présente sur de grandes surfaces (environ 800 000 ha) et pour lesquels les trois derniers inventaires départementaux ont été concomitants (Gironde et Landes en 1978, en 1988 et en 1999) [21].

75On observe très nettement une augmentation de la surface terrière des arbres sur pied liée au changement de sylviculture : faible densité nécessaire au gemmage, au contraire d’une forte densité nécessaire à la production de bois (Figure 4).

Figure 4 : Surface terrière et accroissement en surface terrière par classe d’âge pour les trois derniers inventaires départementaux de la Gironde et des Landes (peuplements de pin maritime traités en futaie régulière, Pignard [21]).

76Enfin, les variations observées en terme d’accroissement en surface terrière par classe d’âge sont particulièrement importantes : elles peuvent certainement être attribuées en grande partie à l’intensification des pratiques sylvicoles dans ce massif. En 1999, un peu moins de 10 % du massif est composé de matériel amélioré, ce qui n’est pas de nature à impacter prioritairement la productivité du massif (Raffin, Communication personnelle). Une part de cet accroissement pourrait être liée au changement climatique. Ainsi, les études par modélisation [22], qui ne prennent en compte que les ressources du milieu (composantes climatiques et pédologiques) sans tenir compte des modifications de gestion, nous indiquent elles aussi une augmentation de la productivité dans le Sud-Ouest pour cette même période (dernières décennies du XXe siècle). Pour le pin maritime dans les Landes de Gascogne les mesures sur les placettes de l’IGN permettent aussi de constater une augmentation de la productivité qui, comparée à toutes les autres essences en France, est la plus forte (variation annuelle de productivité de + 2 % à comparer à 1,58 % pour l’ensemble des résineux en France et à 0,46 % pour les feuillus) [21]. L’examen des accroissements pour le début du XXIe siècle est plus délicat à mener en raison des deux tempêtes qui ont traversé l’Aquitaine et qui ont à la fois modifié l’équilibre des classes d’âge en surfaces mais aussi la structure des peuplements restant sur pied (peuplements mités). Cette étude reste donc à faire pour confirmer la poursuite de l’augmentation ou le déclin de productivité, parfois temporaire, constaté sur certaines espèces [23].

D- Mortalités observées au cours des dernières décennies

77Les grands froids de 1956 et de 1985 et à un degré moindre ceux de 1962-1963, ont provoqué des mortalités importantes dans les peuplements de pin maritime, notamment parmi les plus jeunes et qui avaient été plantés à partir d’origines portugaises [24]. À la suite de ceux de 1985 (-22 °C), on estime que 30 000 à 50 000 hectares ont été détruits ou sévèrement atteints.

78À la suite de la sécheresse de 1976 et d’une succession d’années déficitaires sur le plan hydrique, des dépérissements importants de chêne pédonculé sont apparus, essentiellement en Pyrénées-Atlantiques ; près de 10 000 ha ont été plus ou moins affectés [25]. Après quelques années d’accalmie, les chênaies du sud de l’Aquitaine ont de nouveau subi des dépérissements dans les années 1989-1992 [26]. À chaque épisode, les causes étaient multifactorielles, incluant des facteurs prédisposants (faible rétention en eau et pauvreté chimique des sols), des facteurs déclenchants (sécheresses successives associées à des attaques de parasites foliaires : insectes défoliateurs, oïdium) et des facteurs aggravants (pourridiés racinaires).

79Malgré sa relative résistance à la sécheresse, plus de 10 000 hectares de pins maritimes dépérissants ont été recensés dans le massif landais en 1990-1991 du fait de la conjonction de plusieurs années de sécheresse estivale et de fortes défoliations de la processionnaire du pin, Thaumetopoea pityocampa [27]. Ces mortalités sont en partie imputables aux insectes sous corticaux (scolytes), qui se sont préférentiellement attaqués aux arbres affaiblis tout comme en 1956, lorsque de grands froids ont succédé à des défoliations par la processionnaire du pin [28].

80Curieusement, la sécheresse et la canicule de 2003 n’ont pas provoqué en Aquitaine de dépérissements importants [29], mis à part des mortalités plus fréquentes dans les châtaigneraies de Dordogne déjà attaquées par la maladie de l’encre.

81Les grands vents et les chablis qu’ils occasionnent ne sont pas des phénomènes nouveaux mais les violentes tempêtes de 1999 et 2009 ont provoqué des chablis d’une ampleur sans précédent en Aquitaine (respectivement 29 et 42 millions de m3 de pin maritime). Les scolytes des pins (surtout Ips sexdentatus) se sont dans un premier temps multipliés abondamment sur les arbres au sol ou sur les grumes stockées en bord de route puis se sont reportés en masse sur des arbres verts épargnés par les tempêtes, engendrant une perte supplémentaire d’environ 10 à 15 % du volume de chablis.

E- Biodiversité : assemblages et composition des communautés

82Au niveau français, le Réseau National de suivi des Écosystèmes Forestiers (RENECOFOR) permet de disposer de 15 ans de suivis floristiques depuis 1992-1995 [30]. Au niveau quantitatif, la richesse floristique augmente dans les forêts françaises à l’échelle de la décennie [30] [31]. De telles augmentations sont également visibles à l’échelle de 70-90 ans dans des écosystèmes herbacés, mais cette augmentation tend à s’annuler à très haute altitude [32]. Les mécanismes invoqués pour expliquer cette augmentation sont divers : principalement le réchauffement climatique et les dépôts azotés atmosphériques.

83Au niveau qualitatif, la composition forestière à l’échelle française est globalement peu affectée entre 1995 et 2005. Cette stabilité n’est qu’apparente et masque une très grande variabilité de dynamique en fonction des types de forêts considérées [30]. Les pinèdes maritimes océaniques sur sable font partie des peuplements forestiers qui ont montré la plus forte dynamique floristique entre 1995 et 2005. Les variations floristiques détectées sont bien corrélées avec la forte diminution du nombre de tiges sur ces placettes, directement liée à la tempête Martin de décembre 1999 [33]. Les tempêtes seraient ainsi la première cause de variation de végétation forestière à l’échelle de la décennie détectable par le réseau RENECOFOR. Des analyses plus approfondies sont nécessaires pour identifier les autres facteurs qui interviennent pour expliquer la dynamique observée dans ces groupements forestiers.

84Des épisodes de canicule/sécheresse tels que ceux connus en 2003 engendrent une diminution de richesse végétale, mais la résilience des communautés forestières leur permet de retrouver leur niveau initial de richesse dès 2004 [30]. Les sécheresses favorisent en outre les épidémies de ravageurs, parasites ou maladies [34] affectant les essences forestières. Bien que les données manquent en ce qui concerne le moyen et long terme, on peut s’attendre à une augmentation de la biodiversité des sous-bois provoquée par la mortalité des arbres. En outre, l’augmentation de bois mort dans les forêts serait un facteur de diversité animale [35].

85Il apparaît, outre ces grandes tendances, que les variations de biodiversité dépendent sensiblement du type de forêts étudiées. En Aquitaine, les pinèdes maritimes landaises ne se comportent pas de la même façon que les chênaies pédonculées de Chalosse ou les hêtraies du piémont pyrénéen. Si des analyses supplémentaires doivent être réalisées sur les données déjà disponibles, le défi pour l’avenir consiste à compléter le dispositif de suivi des écosystèmes forestiers qui ne représente que très partiellement les forêts aquitaines, et surtout trouver des moyens pour assurer sa pérennité.

F- Maladies et ravageurs

Évolutions et fluctuations

86La base de données du Département de la Santé des forêts (DSF) permet d’avoir une bonne estimation des principaux problèmes sanitaires que les forêts d’Aquitaine ont connus entre 1989 et 2011. Mise à part une punaise (Leptoglossus occidentalis) s’attaquant aux graines de pin, récemment découverte, le cortège d’insectes ravageurs des forêts d’Aquitaine est composé très majoritairement d’espèces autochtones dont les niveaux de populations et de dégâts fluctuent cycliquement, comme la processionnaire du pin, ou en fonction de l’affaiblissement des peuplements comme les scolytes. De façon différente, le cortège de pathogènes est en partie dominé par des champignons non indigènes introduits depuis plus ou moins longtemps en Europe, comme l’oïdium des chênes, Phytophthora cinnamomi, Dothistroma septosporum [36] [37].

87Sur peuplier, on observe depuis 1995 l’apparition de dégâts importants causés par le puceron lanigère (Phloeomyzus passerinii) alors que cet insecte, connu en France depuis 1939, ne causait pas de dégâts jusqu’alors [38]. Parallèlement, les dégâts d’insectes xylophages des pousses et des branches semblent avoir diminué depuis 2000, tandis que les attaques de rouilles foliaires (Melampsora larici-populina) ont connu un pic dans les années 2000-2005.

88Sur chêne, les signalements de défoliateurs semblent nettement moins fréquents depuis la fin des années 1990, par rapport à la décennie précédente, sauf peut-être dans le nord de la Région, mais les signalements d’oïdium (Erysiphe spp) ont été fréquents certaines années.

89Dans le massif landais, on observe une extension marquée et continue des mortalités de pin liées au fomès (Heterobasidion annosum) et à l’armillaire (Armillaria ostoyae), tandis que les dégâts de pyrale des troncs (Dioryctria sylvestrella) demeurent à un niveau élevé

90Sur pin laricio, l’apparition de dégâts à partir des années 1990 dus à la maladie des bandes rouges (Dothistroma septopsorum et D. pini) et à Sphaeropsis sapinea ont fortement limité l’usage de cette essence dans l’ensemble du Sud-Ouest. Ces deux pathogènes ne causaient jusqu’alors que très peu de dégâts.

91D’autres maladies parasitaires introduites, comme les maladies de l’encre du châtaignier et du chêne rouge (Phytophthora cinnamomi), ou le chancre du châtaignier (Cryphonectria parasitica) continuent de représenter des contraintes fortes, limitant l’usage de ces essences.

La part du changement climatique

92Plusieurs hypothèses sont avancées pour expliquer l’émergence de nouveaux parasites ou l’augmentation des dégâts de parasites connus : le changement climatique bien sûr mais aussi, l’évolution des pratiques sylvicoles.

93Dans un certain nombre de cas, les évolutions mentionnées ci-dessus pourraient s’expliquer principalement par un effet du réchauffement climatique. Ainsi, Dothistroma pini et surtout Sphaeropsis sapinea et Phytophthora cinnamomi sont des parasites plutôt thermophiles ; les années récentes plus chaudes ont donc probablement favorisé leur développement [39] [40]. Dans le cas de l’oïdium des chênes, une relation positive est observée entre températures hivernales et sévérité de la maladie, mais les mécanismes biologiques sous-jacents restent à caractériser [41] [42]. L’effet positif de l’augmentation des températures sur le développement des insectes est connu. Les températures élevées de l’automne 2009 ont ainsi accéléré le cycle de développement de la processionnaire du pin dont une partie de la population s’est nymphosée dès l’automne sans tisser de nids d’hiver.

94Pour d’autres évolutions parasitaires rapportées ci-dessus, la part du changement climatique est plus difficile à isoler des autres facteurs. Dans le cas du puceron lanigère du peuplier, le réchauffement climatique mais aussi la composition en clones sensibles des peupleraies, auraient contribué à l’émergence des pullulations [43].

95De façon générale, la disponibilité en hôtes sensibles est un facteur majeur de développement des maladies. L’augmentation des surfaces en Pin laricio est un facteur probablement important d’explosion des cas de Dothistroma et de Sphaeropsis : le pin laricio y étant particulièrement sensible [40]. L’augmentation des surfaces de peupleraies en clones sensibles (Beaupré et autres cultivars euraméricains) est un des facteurs explicatifs des attaques de rouilles à Melampsora [44].

96Dans le cas du pin maritime, l’existence d’un massif largement monospécifique est un facteur de risque pour le développement des épidémies et pullulations, liées aux parasites déjà présents ou qui pourraient être introduits [45]. Les principaux parasites (pourridiés, rouille courbeuse, pyrale du tronc) sont d’autre part très influencés par les pratiques de sylviculture intensive [46] [47] [48].

II- Tendances attendues et incertitudes

97Les observations des évolutions récentes aident à formuler des prédictions futures. On peut donc raisonnablement s’attendre à ce que les tendances graduelles, décrites dans le paragraphe précédent en matière de croissance, phénologie, migration continuent à l’avenir. Ces jugements qualitatifs sont d’autant plus pertinents quand ils s’appuient sur des observations répétées et portant sur de longues périodes. Les prédictions plus précises s’appuient aujourd’hui sur des modèles déterministes des effets de changements climatiques, forcés par les scénarios climatiques et environnementaux évoqués dans les premiers chapitres de cet ouvrage. De tels travaux portent surtout sur les bilans en biomasse, carbone et eau des écosystèmes.

A- Aires de distribution et enveloppes bioclimatiques

98Les observations faites au cours des dernières décennies ont clairement fait apparaître des migrations par dispersion naturelle, du chêne vert depuis l’océan atlantique vers l’intérieur des terres (cf. supra). La question des modifications d’aires de répartition (expansion, translation géographique, ou rétraction) se pose donc de manière générale pour l’ensemble des espèces présentes en Aquitaine. Ces questions ont été abordées par simulation en cherchant à prédire les aires de répartition équivalentes à celles d’aujourd’hui dans le nouveau contexte environnemental généré par les changements climatiques. Ces aires de répartition équivalentes sont indifféremment appelées « niches » ou « enveloppes bioclimatiques » et le qualificatif « équivalent » signifie « invariance des corrélations entre présence d’une espèce et conditions climatiques actuelles ».

Figure 5 : Enveloppes bioclimatiques des groupes chorologiques en France. En orange, le groupe Aquitain (pin maritime, chêne tauzin…) et en rouge le groupe méditerranéen (pins et chênes méditerranéens). La Figure de gauche correspond aux enveloppes actuelles et celle de droite aux enveloppes en 2100 (Badeau et al. [49], avec permission de l’éditeur).

99Une première génération de cartes a été produite par [49], utilisant les prédictions climatiques ARPEGE [50] et basée sur le scénario B2 du GIEC (ce qui correspond à une augmentation de température de l’ordre de 2 °C à la fin du siècle). Ces cartes ont été produites pour des espèces individuelles, et pour des groupes chorologiques correspondant à des groupes d’espèces qui partagent les mêmes affinités climatiques (Figure 5). Les auteurs ont ainsi défini 7 groupes chorologiques dont l’un d’entre eux correspondait à un groupe aquitain (pin maritime, chêne tauzin…). Les projections à l’horizon 2100 montrent que le groupe aquitain aurait tendance à s’étendre (expansion sans translation) jusqu’à la Champagne et la vallée de la Saône. L’Aquitaine elle-même serait progressivement colonisée vers 2100 sur sa façade orientale (Lot, Garonne, Dordogne) par le groupe chorologique méditerranéen (chênes et pins méditerranéens.). Ces projections sont confirmées sur les cartes prédites pour des espèces considérées individuellement. L’enveloppe bioclimatique du pin maritime et du chêne vert pourrait couvrir tout l’Ouest de la France à l’exception de la Normandie et du Massif Central en 2100.

100Une deuxième génération de cartes compare les prédictions basées sur des modèles de niches (équivalente à l’approche précédente, modèle BIOMOD, N-NBM) avec des modèles basés sur des processus fonctionnels. Ces modèles corrèlent la présence d’une espèce soit à la phénologie, reproduction, résistance au stress (modèle PHENOFIT), soit à la croissance (modèle STASH), soit au métabolisme du carbone, de l’eau (modèle CASTANEA), soit au métabolisme du carbone, de l’eau et à la dynamique végétale (modèles LPJ, IBIS et ORCHIDEE). Ces projections se placent dans le scénario A1B du GIEC [51]. Ces nouvelles cartes confirment les tendances observées précédemment (Figure 6), à savoir un retrait des espèces feuillues tempérées (chênes pédonculé et sessile, hêtre), et une progression des espèces à tempérament méditerranéen (chêne vert, pin maritime). Ces modèles ne peuvent, pour l’instant, que suggérer des tendances, en attendant une intégration plus complète des différents processus non seulement fonctionnels, démographiques, mais également écologiques et évolutifs qui contribuent à l’aire de distribution des espèces.

Figure 6 : Enveloppes bioclimatiques prédites à l’horizon 2055 par différents modèles pour le chêne pédonculé et le chêne vert. Les aires marquées en rouge correspondent à des surfaces perdues, en vert à la partie de l’aire actuelle maintenue, et en bleu aux surfaces devenues propices à l’espèce (Cheaib et al. [51], avec permission de l’éditeur).

Figure 7 : Schéma des processus biophysiques considérés dans le modèle Go+ (Moreaux [55]).

B- Fonctionnement des écosystèmes

Productivité à l’échelle régionale

101La prédiction des impacts environnementaux sur les écosystèmes forestiers procède d’une approche de modélisation mécaniste. Elle représente les processus d’assimilation et de transformation d’énergie (rayonnement, chaleur, vent) et de masse et leur sensibilité aux facteurs de l’environnement et parmi ceux-ci les facteurs climatiques : température, précipitations, humidité de l’air, vent, rayonnement solaire et de grande longueur d’onde [52] [53]. Certains comme le modèle Go+ de l’Inra (Figure 7) prennent en compte la structure du couvert en trois dimensions, les effets des travaux sylvicoles et peuvent couvrir une rotation forestière entière avec une résolution temporelle demi-horaire [54] [55].

102Les premières régionalisations de scénarios climatiques produites par Météo-France à partir du modèle ARPEGE ont permis dès 2002 d’affiner la résolution spatiale de ces analyses à 50x50 km pour le scénario SRES B2 [12] [56] [57] [58] [59]. D’autres scénarios (SRES A2) ont été analysés depuis [60] et ces recherches se poursuivent à travers plusieurs projets financés par les programmes GICC (MEED) et GIP-Ecofor (MAAP) (projet FAST), la région Aquitaine (projet FAST-A), l’ANR (projet ORACLE) ou la commission européenne (GHG-Europe) pour n’en citer que quelques-uns. Les développements actuels visent à analyser des scénarios complets (environnements abiotique et biotique, sylviculture, économie) et intégrés (nouveaux scénarios du GIEC).

103On peut ainsi résumer l’état actuel des connaissances issues de ces projets.

104- En zone tempérée, plus de 10, 20 et 40 % de la surface des forêts feuillues, conifères et mixtes respectivement serait vulnérable au changement climatique en cours. Ces prédictions suscitent des interrogations sur les réponses des forêts à ces sollicitations [61] et sur leurs capacités d’adaptation [62] (cf. infra).

Figure 8 : Évolution entre 1960 et 2080 de la productivité primaire brute (GPP, gC. M-2. An-1), du bilan net de CO2 de l’écosystème (NEE, gC. M-2. N-1), de l’accroissement annuel en bois (MAI, m 3 tige ha-1. An-1) et du stock de carbone dans la biomasse (W, tC ha-1), moyennés sur toute la rotation pour trois scénarios sylvicoles (rotation de 25, 45 et 92 ans) de plantations de pin maritime sur quatre sites du Sud-Ouest de la France. Les prédictions ont été réalisées pour des sites fertiles (teneur foliaire en azote= 1.5 gN. 100 g dm-1 dans les aiguilles, réserve utile en eau du sol = 150 mm) par le modèle GO+, sous le scénario climatique B2 (Ciais et al. 2010 [64]).

  • Les impacts du changement climatique présentent de fortes disparités régionales (Figure 8, [63]).
  • Les simulations opérées par les différents modèles de niche [49] ou de fonctionnement [58] [60] et utilisant plusieurs schémas de régionalisation du climat produisent des résultats concordants et cohérents.
  • L’interaction entre gestion et climat varie suivant les itinéraires de sylviculture, et l’intensification de la sylviculture de production de conifères dans le sud amplifie les effets climatiques, qu’ils soient positifs ou négatifs (9).
  • Enfin, l’effet du climat est amplifié dans les stations les plus productives [58].

105Il faut aussi replacer ces analyses dans le contexte récent montrant, par exemple, que l’évolution du bilan de masse des glaciers continentaux (mission GRACE) et les émissions de carbone depuis le permafrost (CO2 et CH4, [65]) amènent à considérer des hypothèses dépassant systématiquement les scénarios envisagés jusqu’ici. Le risque de disparition de surfaces forestières significatives dans les années à venir dans le sud de l’Europe est aujourd’hui avéré.

Cycles biogéochimiques

106Les éléments minéraux peuvent changer de compartiment dans un écosystème, voire le quitter pour un autre. À l’inverse, les éléments minéraux peuvent revenir à leur compartiment, ou écosystème, de départ pour ensuite prendre de nouveau un même cheminement. C’est la notion de cycle. Ces flux de matières se font via des processus biologiques, physiques ou chimiques. On parle alors de cycles biogéochimiques.

107Les cycles biogéochimiques sont appréhendables à plusieurs échelles (Figure 9) :

  • Cycle biochimique : à l’échelle de la plante, les éléments minéraux, et notamment les nutriments, sont fréquemment remobilisés afin de permettre une optimisation de leur utilisation (ex. : mise en réserve d’une partie des nutriments d’une aiguille avant sa chute).
  • Cycle biologique : à l’échelle de l’écosystème, les éléments minéraux sont prélevés par les végétaux, puis reviennent au sol essentiellement par le biais de nécromasse. Ils sont alors plus ou moins vite réabsorbés après minéralisation de la matière organique.
  • Cycle géochimique : à l’échelle de la région, voire plus, les éléments minéraux peuvent quitter ou arriver dans des écosystèmes. La plupart des flux en jeu sont d’ordre physico-chimiques (comme les dépôts atmosphériques ou les fuites des sols vers les cours d’eau) mais pas tous (ex. : fixation symbiotique de l’azote).

Figure 9 : Les cycles biogéochimiques dans les écosystèmes forestiers.

108Le fonctionnement biogéochimique des écosystèmes forestiers aquitains est étudié de manière intensive depuis le début des années 2000. Il n’existe donc pas de recul suffisant pour mettre en évidence une évolution des cycles biogéochimiques sous l’effet des changements climatiques. Il est toutefois d’ores et déjà possible d’identifier les processus susceptibles d’être impactés.

109Ainsi, la hausse attendue des températures devrait accélérer l’ensemble des processus biologiques et le cycle biologique en particulier. C’est notamment le cas de la décomposition des nécromasses forestières (litières, branches, racines, résidus de récolte) qui devrait être accéléré sous l’effet du réchauffement et ainsi contribuer au déstockage de carbone dans les sols. Toutefois, la production de biomasse étant également susceptible d’être stimulée par l’effet de la température, l’effet de ce changement pourrait être neutre sur les stocks de carbone [66]. Y compris dans ce dernier cas de figure, le recyclage des nutriments associés aux matières organiques (azote et, dans une moindre mesure, phosphore) devrait être plus rapide.

110Une modification du régime des précipitations est le second changement climatique majeur attendu (été plus sec et hiver plus humide). L’augmentation des sécheresses estivales devrait perturber les cycles biologiques alors que des hivers plus pluvieux entraînement probablement des pertes de nutriments (azote, potassium etc.) vers les eaux de surface par lixiviation.

111Parmi les changements non climatiques causés par les activités humaines, l’augmentation des dépôts atmosphériques d’azote minérale est un phénomène qui touche la grande majorité des écosystèmes forestiers, y compris dans les régions éloignées des sources de pollution [67]. Ces dépôts d’azote tendent à stimuler la croissance des arbres, à condition que celle-ci ne soit pas limitée par d’autres contraintes nutritionnelles [68].

112Enfin, dans le cadre des politiques d’atténuation du changement climatique, on assiste à des conversions importantes d’écosystèmes forestiers peu anthropisés vers des systèmes de production intensive (ex. : plantations industrielles, taillis à (très) courte rotation, cf. infra). Ces changements s’accompagnent généralement de substitutions d’essences et d’une augmentation des pertes en nutriments, notamment via les récoltes de biomasse.

C- Rétroactions forêts-climat

113On sait que le climat influence la répartition spatiale de la végétation à la surface de la terre (cf. supra). À l’inverse, on a pu montrer que la végétation, par un ensemble de mécanismes de rétroaction, pouvait agir sur le climat [69]. Le massif forestier des Landes de Gascogne (environ 104 km²) est de taille suffisante pour que se manifestent des effets de rétroaction qui pourraient se traduire par une diminution locale des précipitations en cas de réduction des surfaces boisées. Toutefois, du fait de la position de la région Aquitaine en façade ouest du continent, la contribution de l’évaporation locale aux précipitations est vraisemblablement modérée et l’effet de rétroaction devrait rester limité.

114Un facteur à considérer en forêt landaise est son émission importante de composés organiques volatils (terpénoïdes). Ces derniers en effet peuvent induire la formation d’aérosols, qui peuvent accroître la couverture nuageuse en augmentant la quantité de noyaux de condensation [70]. En réalité, il faut considérer l’ensemble des facteurs en jeu – albédo, évaporation, cycle du carbone, etc. – et selon l’importance relative des processus couplés, les interactions forêt-atmosphère vont conduire à des situations d’équilibre différentes. Si par exemple une augmentation de surface forestière dans une région donnée entraîne une plus grande séquestration de carbone, la diminution de l’albédo qui résulte de ce changement d’occupation des terres est de nature à entraîner un réchauffement de l’atmosphère, qui peut être lui-même atténué par un refroidissement lié à une plus grande évaporation. Ainsi, malgré le rejet de CO2 occasionné par la déforestation, les changements d’usage des sols européens et nord-américains sur les 150 dernières années semblent avoir conduit à un refroidissement net de l’hémisphère Nord [71]. Une analyse générale des mécanismes de rétroactions entre forêts et climat, prenant en compte les différences entre forêts tropicales, boréales et tempérées [72], montre que le cas des forêts tempérées est en fait le plus incertain : les forçages radiatifs et évaporatifs y apparaissent modérés, et l’influence de l’évaporation reste peu claire.

115Un autre aspect à considérer est celui de la structure du paysage, qui peut avoir un fort impact sur ses propriétés et son fonctionnement. Le cas de la stabilité au vent des peuplements forestiers illustre bien ce point. Localement, on sait qu’une lisière agit sur le vent en le modifiant sur une certaine distance horizontale, d’une manière qui dépend de la structure de la parcelle, elle-même liée aux interventions sylvicoles. Un aspect moins connu, mais qui peut être d’un grand poids dans un massif comme celui des Landes de Gascogne, est l’impact de la fragmentation du paysage : chaque lisière, chaque parcelle, contribue à « charger » en turbulence l’écoulement. Des travaux préliminaires visant à analyser le comportement d’un paysage formé de parcelles forestières régulièrement espacées ont montré que l’énergie turbulente du vent et les forces mécaniques qu’il exerce sur les arbres varient en passant par un maximum pour une valeur de l’espacement valant à peu près le double de celle de la longueur des parcelles [73]. Certains degrés de fragmentation pourraient ainsi conduire à un accroissement des risques en cas de vent violent. Le déterminisme de la localisation des dégâts n’est donc pas seulement lié aux caractéristiques sylvicoles de chaque parcelle, mais aussi à la structure du paysage dans son ensemble ; une amélioration de la stabilité du massif peut passer par un meilleur aménagement du territoire.

116L’étude de ces mécanismes de rétroaction, complexes et encore pour une large part mal connus, reste une priorité car de la qualité de leur prise en compte dépend la fiabilité des prévisions climatiques, aussi bien à l’échelle globale qu’à l’échelle régionale, et des études d’impact liées aux changements d’occupation et d’utilisation des terres.

D- Santé

Hausse des températures

117Les insectes ne régulant pas leur température, il est attendu (et déjà observé) que la vitesse de leur développement sera accrue par des hausses de températures [74]. Pour beaucoup d’espèces, un plus grand nombre de générations par an est à prévoir, favorisant la multiplication des populations. Ainsi les scolytes comme le sténographe Ips sexdentatus pourraient accomplir 4-5 générations par an contre 3-4 actuellement, et la pyrale du tronc du pin Dioryctia sylvestrella, passer d’une à deux générations par an comme cela est le cas dans certaines régions d’Espagne [75].

118En climat tempéré, les limites d’aire de distribution des insectes et champignons sont souvent déterminées par les températures froides en hiver. Des hivers plus chauds risquent donc de favoriser l’expansion en altitude (forêts des Pyrénées) et en latitude (remontées depuis la péninsule ibérique) d’espèces de plaines ou des régions méridionales [76] comme c’est déjà le cas en France, pour la processionnaire du pin [77] ou le chancre du châtaignier.

119Des conditions de températures plus élevées pourraient également favoriser l’établissement et l’expansion d’espèces exotiques introduites depuis des régions au climat plus chaud que les climats actuels d’Aquitaine comme cela a déjà été le cas avec Phytophthora cinnamomi [78] [79].

120En revanche ces hausses de températures pourraient conduire à une désynchronisation des périodes d’éclosion des œufs (notamment chez les lépidoptères défoliateurs) ou de sporulation des champignons et de débourrement des arbres d’essences feuillues (comme les chênes par exemple) conduisant à une réduction potentielle des dégâts des chenilles défoliatrices (comme celles de la cheimatobie, Operophtera brumata) ou de champignons pathogènes (comme l’oïdium du chêne).

Aggravation des sécheresses

121Les modèles climatiques prévoient une augmentation de la fréquence et de l’intensité des sécheresses dans le Sud-Ouest de la France, surtout en été. Ainsi l’effet généralement positif du réchauffement pourrait être contrebalancé par des effets négatifs sur le développement de certaines maladies [76] [79]. La plupart des champignons en effet sont très dépendants de facteurs hydriques lors de la dissémination et de la germination des spores. Dothistroma septosporum est ainsi favorisé par des conditions humides au printemps et en été [80]. Il a été signalé très peu de maladies foliaires en 2003, maladies pour lesquelles l’humidité de l’air est importante dans la réalisation des cycles [81].

122Au-delà de l’impact direct des sécheresses sur les parasites et sur la croissance et la survie des arbres, celles-ci auront également des conséquences indirectes sur les dégâts induits par les parasites via la physiologie de l’hôte [82].

123Une étude bibliographique internationale a récemment conclu à une aggravation des dégâts en conditions de stress hydrique pour les insectes primaires s’attaquant aux feuilles et aux aiguilles (pucerons, insectes défoliateurs) et pour les bioagresseurs opportunistes s’attaquant aux organes ligneux des arbres affaiblis (scolytes, pissodes, Sphaeropsis sapinea…) [83]. En revanche, l’augmentation des stress hydriques pourrait défavoriser des parasites primaires se développant préférentiellement sur hôtes vigoureux, comme les oïdiums et les rouilles sur feuilles [84] ou ceux se développant sur tronc comme la pyrale, la cochenille du pin maritime, ainsi que certains pourridiés racinaires [83].

Incertitudes et risques

124Toute prédiction fiable ne peut être que basée sur une modélisation mécaniste des systèmes. De tels modèles ne sont pas encore disponibles pour les parasites, même si certains processus fortement affectés par le climat commencent à être modélisés, comme la survie hivernale de P. cinnamomi [39] [78] ou de la processionnaire du pin [85] ou la synchronisation phénologique [42] [86].

125Les incertitudes sur le fonctionnement et l’évolution des « pathosystèmes » restent très nombreuses. Un premier type d’incertitude concerne les effets des facteurs climatiques eux-mêmes sur les populations d’insectes et de champignons forestiers. En second lieu, les populations d’insectes et de pathogènes n’évoluent pas seules dans un environnement abiotique donné. Elles interfèrent avec d’autres organismes vivants, comme les plantes hôtes, les compétiteurs et les ennemis naturels (antagonistes, prédateurs ou parasites), les champignons endophytes non pathogènes, qui sont eux-mêmes soumis aux changements climatiques. Il existe donc une grande incertitude quant aux effets en cascade, au travers des différents niveaux trophiques, du changement climatique sur la dynamique des populations d’insectes ravageurs et l’épidémiologie des pathogènes forestiers. Une autre incertitude concerne les mécanismes d’adaptation au changement climatique qui peuvent différer en rapidité et intensité chez les arbres et leurs antagonistes (insectes et champignons pathogènes).

126Enfin, comme souligné précédemment, une très grande inconnue concernant les maladies est liée à l’importance des introductions de parasites, dont le développement peut être favorisé par le changement climatique. La méconnaissance générale des champignons, en particulier dans les zones tropicales ou subtropicales qui constituent des réservoirs de pathogènes importants, et la part de stochasticité dans les événements invasifs rendent les prédictions extrêmement hasardeuses dans ce domaine. D’où la recommandation principale de maintenir les capacités de détection et de compréhension des phénomènes émergents pour répondre à ces imprévus.

III- Adaptation et atténuation

127Devant l’ampleur des impacts observés et ceux prédits pour le siècle à venir, les pouvoirs publics ont cherché à anticiper les effets négatifs du changement en mettant en place des politiques adaptatives (« adaptive management ») dont l’objectif est de réduire la vulnérabilité des écosystèmes forestiers [6] [7] [9]. Ces politiques peuvent prendre différentes formes, allant de la mise en place de réseaux d’observation et de surveillance jusqu’au développement de règles d’aménagement et de sylviculture susceptibles d’améliorer la résilience des peuplements. Certaines de ces mesures peuvent s’appuyer ou renforcer des mécanismes d’évolution biologique en accélérant l’adaptation résultant de la sélection, quand il s’agit de forêts renouvelées par régénération naturelle. D’autres s’appuient sur des études de scénario pour identifier les mesures les plus pertinentes. Les forêts offrent également des opportunités d’atténuation des effets du changement climatique grâce à leur capacité à stocker du carbone à moyen terme et par la substitution au carbone fossile extrait par différentes filières de transformation (énergie, construction, etc.) de produits forestiers renouvelables. Ces mesures d’adaptation et d’atténuation sont très largement dépendantes des modes de gouvernance des formations forestières, qui sont également évoquées dans les paragraphes qui suivent.

A- Adaptation

Adaptation biologique

128Les capacités d’adaptation biologique des arbres sont souvent sous estimées par un raisonnement intuitif, leur longévité étant considérée comme un frein à l’évolution. Ces assertions sont démenties par l’histoire évolutive des arbres au cours des cycles successifs de refroidissement-réchauffement du quaternaire. La reconstruction de cette histoire notamment au cours de l’holocène, et tout particulièrement dans le cas des chênes, a clairement mis en évidence les capacités d’évolution et d’adaptation aux changements climatiques naturels qui ont eu cours lors du réchauffement qui a suivi les dernières glaciations [87]. Ces capacités, ou potentiel adaptatif reposent sur un ensemble de propriétés et de mécanismes évolutifs qui sont sans doute mis à contribution dans l’évolution actuelle [62] [88]. Il y a tout d’abord la diversité génétique intra populationnelle, dont l’ampleur est une condition nécessaire à toute évolution future. Cette diversité est par ailleurs continuellement alimentée par des flux de pollen. La dispersion à longue distance dans le sens Sud Nord peut à cet égard importer des gènes venant de régions aujourd’hui soumises à des conditions équivalentes à celles prédites dans les décennies à venir. La connectivité génétique au travers des flux de gènes peut ainsi faciliter l’adaptation. Ces principes généraux ne s’appliquent cependant que pour des espèces observant une distribution continue au-delà de la région Aquitaine (pin maritime, chêne sessile…). Les espèces en limite sud de distribution risquent à cet égard d’être plus exposées à une maladaptation chronique pouvant conduire à des difficultés de maintien (chêne pédonculé, hêtre, pin sylvestre). Par ailleurs les mécanismes adaptatifs (diversité génétique + flux de gènes) peuvent être fortement contraints en cas de déséquilibres démographiques des populations. Ainsi les populations à effectifs réduits (hêtre, bouleau…) risquent d’être plus sensibles aux changements climatiques.

129Dans tous les cas, des mesures préventives s’inspirant d’ailleurs des mécanismes évolutifs naturels peuvent être anticipées. Elles consistent à enrichir la diversité génétique actuelle par l’adjonction de matériel de reproduction venant de régions plus méridionales. Elles peuvent être mises en œuvre lors des opérations de renouvellement des peuplements sous forme de régénération assistée (par semis ou plantations). L’enrichissement de la diversité au plan interspécifique peut également être recommandé comme mesure adaptative, en se basant sur les connaissances acquises sur les réseaux de plantations d’espèces dans le Sud-Ouest, les essais de provenance et les connaissances sur les mouvements migratoires en cours des espèces. En tous les cas, l’introduction de matériel nouveau est généralement raisonnée en termes d’enrichissement et non de substitution : la diversité introduite s’ajoute à la diversité autochtone [7], qui est de toute manière maintenue. Cette initiative exploite la valeur de garantie que renferme implicitement la notion de diversité. Une palette de gènes ou d’espèces plus variés offre plus d’opportunités et d’alternatives évolutives à la sélection qui sera induite par les changements climatiques. Dans cette optique l’introduction de pin maritime issu de la Péninsule Ibérique ou du Rif peut être réalisée sous forme d’hybrides au vu des essais déjà préalablement réalisés [89]. Au plan interspécifique les chênes de la section des chênes rouges peuvent être plantés, y compris sur les landes bien drainées (lande mésophile à fougère), en plus des chênes à tempérament plus méditerranéens. Il est probable que la productivité escomptée issue de ces peuplements nouveaux soit inférieure à celle du pin maritime, mais la pérennité des surfaces forestières et de leurs services écosystémiques demandées par nos sociétés sera mieux assurée.

Méthodes de conduite des peuplements

130La cause principale du changement climatique, à savoir l’augmentation du CO2 atmosphérique a eu et peut avoir, à court et moyen terme, des impacts positifs sur la croissance des arbres et des peuplements. Cependant les autres aléas liés à cette modification de la composition de l’atmosphère ont des impacts négatifs sur la croissance et la survie des arbres et donc plus largement sur les biens et les services fournis par cet écosystème. D’une façon générale, le maintien de la surface forestière en Aquitaine doit être un des premiers objectifs de gestion puisque la déforestation est une source d’émission de gaz à effet de serre à l’échelle mondiale et qu’elle a aussi des conséquences sur le climat et l’hydrologie au niveau local.

Méthodes de conduite des peuplements dans le cadre de l’évolution de l’aléa feu dans les Landes de Gascogne

131En 2010, une mission interministérielle (Intérieur, Agriculture, Écologie) a travaillé sur l’impact du changement climatique sur les incendies de forêts. Dans ce rapport [90], le classement des massifs prend en compte le paramètre de sécheresse, issu de l’indice de forêt météo (IFM) et des caractéristiques de sensibilité de la végétation. Le massif landais, sans changement notable de la composition de son couvert forestier voit son niveau de risque passer de moyen à fort à l’horizon 2040, c’est-à-dire au même niveau que celui actuellement constaté pour les massifs du Sud-Est de la France (Figure 10).

Figure 10 : Carte des zones potentiellement sensibles aux incendies de forêts à l’horizon 2040. Le niveau le plus élevé est en rouge, le niveau moyen en orange et en vert pâle le niveau faible. En blanc les zones sans massif forestier supérieur à 100 ha ou à sensibilité très faible (Source : Chatry et al. [90]).

132Pour ce massif, la première recommandation sylvicole est de pratiquer une sylviculture dynamique des peuplements de production : des éclaircies précoces et progressives permettant une croissance dynamique des arbres et une fermeture rapide du couvert pour empêcher le développement d’un sous-bois trop vigoureux.

133Le pin maritime fait partie des essences les plus sensibles au risque incendie. Le choix d’une essence qui « brûle moins » peut être une gageure car un objectif important pour la lutte contre les incendies est le maintien d’un couvert sans arbre dépérissant. Néanmoins une réflexion est à mener sur la composition en essences accompagnatrices (feuillus à feuilles caduques) ou la constitution de zones-tampons autour des plantations, pratiques courantes autour des plantations d’Eucalyptus globulus en Australie.

134Enfin, le dispositif landais de lutte contre les incendies, cité en exemple par le rapport Chatry [90] doit aussi se renforcer et s’adapter aux nouvelles conditions annoncées autant climatiques que socioéconomiques [91].

Méthodes de conduite des peuplements dans le cadre de l’évolution de l’aléa sécheresse dans le massif Adour-Pyrénées

135L’aléa sécheresse et son évolution avec les changements climatiques sont des enjeux particulièrement importants pour les forêts du Massif Adour-Pyrénées. En effet, les prévisions climatiques (scénario A2 pessimiste ou scénario B2 optimiste du GIEC) annoncent une diminution des précipitations (moyennes et estivales) particulièrement prononcée dans les Pyrénées [92] aux horizons 2050 et 2100.

136Par ailleurs, les simulations de la distribution potentielle du Hêtre et du Sapin (essences majoritaires des montagnes des Pyrénées-Atlantiques) indiquent une forte régression possible de ces deux espèces sur leur aire de répartition actuelle dans le cadre des changements climatiques [93]. De plus, des dépérissements dus aux sécheresses sont constatés depuis 1980 pour le Chêne pédonculé (essence majoritaire des plaines et coteaux en Adour-Pyrénées) dans les piémonts basques et béarnais [25].

137Des adaptations sylvicoles pourraient permettre d’atténuer la vulnérabilité des forêts à cet aléa :

138- Les opérations sylvicoles : des coupes régulières et une gestion accrue du sous-bois permettraient de diminuer la compétition de la végétation pour l’eau.

139- La structure des peuplements : un traitement en forêt irrégulière permettrait d’atténuer l’effet des variations brutales de températures et des sécheresses par le maintien, tout au long de la vie du peuplement d’un couvert forestier et de répartir les besoins en eau du peuplement (hauteurs et essences variées).

140Ces évolutions sylvicoles nécessiteraient le retour à une gestion active des forêts en Adour-Pyrénées (notamment en montagne) et plus particulièrement le retour à une gestion forestière organisée à une échelle supérieure à celle de la parcelle (dans le cas par exemple de l’amélioration de la desserte nécessaire à la gestion).

Méthodes de conduite des peuplements dans le cadre des aléas pathogènes et ravageurs dans le massif Dordogne-Garonne

141Le châtaignier est l’essence la plus importante en taillis (40 % de la surface de taillis) dans le massif Dordogne-Garonne et souffre de dégâts et de mortalités causés par l’encre (Phytophtora cinnamoni) et le chancre (Cryphonectria parasitica). Les changements climatiques seraient a priori favorables à beaucoup de pathogènes, notamment ceux qui sont limités par les basses températures hivernales comme P. cinnamoni (cf. supra).

142Dans ce contexte, certaines précautions sylvicoles pourraient permettre de limiter les dégâts dus aux pathogènes :

143- Les traitements : dans un contexte de limitation des produits phytocides au niveau européen, certains traitements biologiques existent et pourraient être généralisés, comme par exemple l’hypovirus du chancre [94].

144- La santé des plants : l’utilisation de plants sains issus des pépinières est extrêmement importante pour éviter la diffusion des pathogènes et la mise en place de plantations contaminées dès l’installation.

145Enfin, un balivage effectué dans des taillis de châtaigniers infectés par l’hypovirulence a montré que l’éclaircie peut contribuer au développement de l’hypovirulence en favorisant l’accroissement des tiges et donc la vigueur des arbres [95]. Ainsi, de manière assez générale, la vigueur et la bonne physiologie de l’arbre, favorisées par une sylviculture dynamique, contribuent à la résistance des arbres aux pathogènes [45].

146La sylviculture peut offrir des solutions spécifiques pour adapter les forêts de contextes différents à certains aléas (dans le cadre de leurs évolutions liées aux changements climatiques). Cependant ces solutions peuvent impliquer des compromis difficilement réalisables à l’échelle de la parcelle [45] et qui nécessitent une organisation de la gestion forestière à des échelles plus larges comme le territoire, le massif forestier ou le paysage.

Gouvernance

147Les défis posés par le changement climatique participent à épuiser le « modèle traditionnel » d’une politique forestière nationale qui est, selon [96], fortement ancrée dans une double logique de pilotage centralisé par l’État et d’autonomisation sectorielle. Ce modèle hiérarchisé et cloisonné est confronté au problème de sa mise en cohérence avec des stratégies environnementales transversales portées par une diversité d’acteurs privés et publics à de multiples échelles (internationale, européenne, national, infranational) qui apparaissent comme autant de scènes interdépendantes où se structurent de nouveaux standards de l’action forestière.

148Dans ce contexte mouvant et incertain, les dispositifs d’engagement volontaires et les mécanismes basés sur le marché sont souvent jugés plus souples et plus adaptés que les approches réglementaires classiques pour promouvoir une gestion durable des forêts. Cependant, prisonnière des intérêts sectoriels et de l’atomisation de l’espace économique, cette régulation privée peut aussi conduire à une simple réduction du coût des dommages liés aux risques. Un développement des contractualisations pourrait alors permettre de donner plus de poids aux exécutifs locaux et aux partenariats territoriaux afin de renforcer la définition concertée d’une adaptation conçue autour de la qualité des espaces et des produits. En impliquant de nouvelles formes de regroupement des propriétaires ou le développement de coopératives, ces procédures peuvent aussi être envisagées comme des modes de coordination contribuant à améliorer l’organisation du dialogue intra/inter-sectoriel et la mutualisation des risques [97].

149Mais, la territorialisation de l’action publique forêt-bois paraît à la fois potentiellement plus efficace, car mieux adaptée à la diversité des situations, et plus légitime, car plus propice à la mise en débat des enjeux forestiers et aux pratiques délibératives [98]. La fabrication d’arrangements locaux pourrait ainsi s’appuyer sur des forums territoriaux au sein desquels se travaillerait une hybridation des différents intérêts en présence afin de maîtriser l’environnement sectoriel mais aussi les interfaces entre les différents usages du territoire. L’instauration de ces communautés d’utilisateurs serait de nature à favoriser la co-construction de normes d’action adaptées aux écosystèmes et aux ressources territoriales [99].

B- Atténuation

Forêts et plantations à vocation de fixation de carbone

150Atténuer et anticiper les effets du changement climatique sont les enjeux à considérer dans la gestion de la forêt française dans un contexte d’intensification des pratiques sylvicoles. Un des objectifs est de maintenir le rôle de la forêt dans la séquestration de carbone tout en répondant à la demande énergétique croissante par le recours à la production de biomasse [100]. L’intensification de la sylviculture pose un certain nombre de questions quant au maintien de la viabilité des forêts. Elle affecte les composantes du système sol-végétation-atmosphère au travers de changements des propriétés du sol (travail du sol, tassement dû aux passages d’engin, retours de matière organique, fertilisation), des propriétés de surface (albédo, rugosité, interception de la pluie) et par conséquent le microclimat du système.

Itinéraires sylvicoles

151Pour analyser ces impacts multiples, la réponse au climat de trois options de sylviculture a été analysée sur trois périodes 1970-2000, 2020-2050 et 2070-2100 du scénario climatique type A2 ([55], Tableau 1).

Tableau 1 : Itinéraires sylvicoles analysés (Moreaux, [55]).

152Pour les ITK 1 et 2, il s’agit d’itinéraires intensifs s’appuyant sur des discussions engagées dans le cadre de la production intensive de biomasse-énergie [101]. Pour ITK 3, il s’agit des itinéraires actuellement développés dans la région Sud-Ouest.

Scénario climatique

Tableau 2 : Moyenne annuelle par période des variables climatiques du scénario climatique A2 utilisé pour l’expérience de simulation, pour le point de grille de Bordeaux entre 1970 et 2100 (données SAFRAN) - (Rg désigne le rayonnement global, Ta la température de l’air, RH l’humidité relative, et [CO2] la concentration en CO2)

153Le scénario climatique A2 présente une rupture importante entre 2035 et 2085, notamment en termes de précipitation. Le point choisi dans la région Sud-Ouest (Bordeaux) présente une réduction de 28 % entre 1985 et 2085, ce qui correspond à l’une des plus fortes réductions en France [63]. Par ailleurs, l’augmentation de la température atteint 4,1 °C et la concentration en CO2 750 ppm d’ici 2099.

Productivité (Figure 11)

154Les trois options réagissent différemment au scénario climatique considéré. Le climat 2035 semble favorable aux Eucalyptus (accroissement positif de Ag Inc de + 4 %) alors que pour les deux options de Pins, celui-ci est réduit de -11 % et -21 % respectivement. En 2085, l’incrément en biomasse aérienne est fortement réduit pour les trois essences, mais celui des Eucalyptus est moins sensible avec une réduction de 31 % contre 61 % pour les deux options de Pins.

Changements du stock de carbone dans le sol entre la fin et le début du cycle (Figure 12)

155En 1985 et 2035, l’itinéraire Eucalyptus (ici sans labour) accumule du carbone à un taux annuel de 69 gC m-2 an-1 et l’effet d’un changement climatique est peu important. Dans le cas du Pin, la dynamique du carbone du sol est fortement impactée par les interventions sylvicoles (labour et rouleau lourd). Le compartiment de carbone humifié du sol (HUM) est affecté et les deux itinéraires déstockent du carbone. Les apports de matières organiques ne sont pas suffisants pour compenser la perte en carbone du sol pour des rotations aussi courtes.

Flux de carbone (Figure 13)

156Au cours des trois périodes climatiques, l’itinéraire Eucalyptus, en l’absence de perturbations du sol, représente un puits de carbone conséquent, permettant la séquestration de 965 gC m-2 an-1 en moyenne et ce, essentiellement dans la biomasse aérienne (Figure 13). Les deux itinéraires de Pins sont également un puits de carbone moyen sur les trois périodes (NEE moyen de-76 gC m-2an-1). Sur un cycle de 30 ans, cette valeur faible s’explique par les perturbations successives du sol et la respiration hétérotrophe importante.

Figure 11 : Évolution du cumul de l’incrément de biomasse (exprimées en tonne matière sèche (t DM) des parties aériennes) des parties aériennes (Ag Inc) et souterraines (Bg Inc) et de l’indice foliaire (LAI) pour les trois options sylvicoles (taillis d’Eucalyptus 10 ans, et rotations de Pin 15 et 30 ans) et pour trois périodes climatiques (Moreaux [55]). Entre 0 et 15 ans, les deux simulations Pin-15 et Pin-30 sont confondues.

Figure 12 : Variations moyennes annuelles des stocks de carbone des compartiments du sol pour trois options sylvicoles (taillis d’Eucalyptus 10 ans, et rotations de Pin 15 et 30 ans) et pour trois périodes climatiques (scénario A2). Un accroissement est compté positivement. DPM désigne le compartiment d’entrée de la matière organique (MO) labile, RPM : celui de la MO résistante. BIO désigne le compartiment de biomasse microbienne et HUM le compartiment de matière organique humifiée, c’est-à-dire stabilisée (Moreaux [55]).

Figure 13 : Valeurs moyennes annuelles des flux de C-CO2 simulés pour les trois options sylvicoles (taillis d’Eucalyptus 10 ans, et rotations de Pin 15 et 30 ans) et pour trois périodes climatiques. Les flux descendants (assimilation) sont comptés positivement. Pour rappel, GPP désigne la production primaire brute, Rh la respiration hétérotrophe et R la respiration autotrophe (Moreaux [55]).

157La seconde période climatique (2035) est favorable aux trois essences en termes de production primaire brute (GPP) car les plantes ne sont pas à saturation en CO2. L’activité de stockage de carbone est stimulée. Cet effet de l’élévation de concentration en CO2 est assez bien compris [102] [103]. Cependant, en 2085, la diminution des précipitations et l’augmentation de température amènent une réduction de GPP de-15 % dans le cas de l’Eucalyptus et de-38 % pour les deux itinéraires de Pins qui est attribuée à l’aggravation du déficit en eau du sol. Finalement, en 2085 l’option sylvicole Pins-15 ans devient une source nette de carbone (+17 gC m-2) et l’option Pins-30 ans est proche de la neutralité.

158De récents travaux estimant le bilan en gaz à effet de serre d’un système de taillis à courte révolution de peuplier ont utilisé le modèle global de fonctionnement de la végétation {ORCHIDEE} couplé à un module de gestion forestière à l’échelle européenne [104] [105]. Ses auteurs obtiennent une augmentation de la production énergétique sous un climat enrichi en CO2 Les auteurs précisent cependant que les changements de carbone dans le sol ne sont pas pris en compte. Finalement, les effets climatiques sur la dynamique des flux de carbone obtenus par Moreaux [55] sont en accord avec les résultats présentés par le projet CLIMATOR à l’échelle du Sud-Ouest [11] pour lesquels les sécheresses édaphiques et atmosphériques sont considérées comme les contraintes majeures.

Utilisation du bois comme substitution aux énergies fossiles

159La demande de biomasse forestière commercialisée à usage énergétique en Aquitaine sera de l’ordre de 2 millions de tonnes d’ici cinq années. Elle concernera sans doute en majorité des quantités provenant d’essences résineuses, si on tient compte de l’usage des produits connexes des scieries et des ressources non mobilisées actuellement (rémanents et souches).

160Le potentiel de l’autoconsommation de bois de feu des particuliers provenant des feuillus aquitains est du même ordre de grandeur. La mobilisation de peuplements feuillus non valorisés aujourd’hui et le développement de peuplements feuillus dédiés pourraient sensiblement augmenter à plus long terme le potentiel de ressources.

161Compte tenu des effets des tempêtes de 1999 et 2009, un risque de tension entre usages devrait exister sur l’affectation de la ressource forestière dans les dix à quinze années à venir.

  • 7 Soit, pour 5 millions de m3 de récolte, une quantité de matière sèche de 2,7 millions de tonnes (i (...)

162Jusqu’en 2030, il a été indiqué précédemment que la productivité des peuplements de pin maritime devrait continuer à croître. En faisant abstraction de risque de mortalités engendrées par des événements climatiques extrêmes, on peut penser que, même avec une baisse de productivité dans les vingt années suivantes (sécheresse et attaques biotiques), les volumes des reboisements issus de la tempête Klaus devraient atteindre leur maximum de potentiel de récolte annuel vers 2050 et compenser cette possible perte de productivité. À cet horizon on peut envisager de disposer, durant une décennie, d’une récolte stable annuelle de 10 à 12 millions de m 3 par an pour les résineux, essentiellement du pin maritime hors mortalités. Cette ressource conservera le grand intérêt d’être facilement mobilisable techniquement. Il existera également un potentiel énergétique de 2 millions de m 3 dans les rémanents et souches d’arbres. Il est difficile de prévoir quelle sera la part de récolte affectée aux usages énergétiques substitutifs des énergies fossiles. Les interactions avec les marchés du bois d’œuvre et du bois d’industrie dépendront beaucoup du prix relatif de l’énergie. Les usages traditionnels, bois d’œuvre et bois d’industrie, pourraient souffrir de la concurrence de la demande de bois d’énergie, même si les acteurs de la filière bois souhaitent préserver ces usages de la ressource forestière sur le long terme. À titre de repère, en passant par les tonnes de matière sèche [106] et le pouvoir calorifique inférieur (PCI) du bois, c’est un potentiel total de 2,2 à 2,6 27 millions de tonnes équivalent pétrole (30 500 Gigawatt-h) que pourrait représenter la biomasse résineuse à cet horizon.

  • 8 Soit, pour 14 millions de bois (bois fort 12 Mm3 et 2 Mm3 de rémanents), une quantité de matière s (...)

163À ce même horizon 2050, le niveau des stocks de feuillus aquitains dépendra des prélèvements effectués sur cette ressource durant les années antérieures. On sait que les stocks de bois sur pied ont régulièrement crû jusqu’à aujourd’hui durant les décennies passées. La récolte commercialisée de bois d’œuvre et d’industrie reste actuellement nettement inférieure à 1 million de m 3, celle de l’autoconsommation de bois de feu non commercialisée est voisine de 2 millions de m 3 depuis des décennies. Cette ressource autoconsommée pourrait être réintroduite avec une meilleure efficience dans les circuits commerciaux. Sans préjuger d’un ralentissement de la productivité des feuillus dû au réchauffement climatique, il existera sûrement également un potentiel supplémentaire de récolte de 2 millions de m 3 , sans altérer les stocks de bois sur pied, récolte dont la mobilisation dépendra des conditions économiques d’exploitation à cet horizon temporel. Le prix de revient de l’exploitation sera, là encore, déterminant. À titre de repère, le potentiel représenté par cette biomasse forestière feuillue serait alors de 0,7 à 1,28 million de tonnes équivalent pétrole (13 500 GWh).

  • 9 En comptant les usages énergétiques lors des processus de transformation de la ressource (liqueurs (...)

164Au total, les ressources forestières d’Aquitaine représenteraient à cet horizon de 2,9 à 3,7 millions de tonnes équivalent pétrole. Exprimé en gigawatt, le potentiel représenté pourrait être compris entre 34 000 et 44 000 GWh. Cependant sur ce potentiel il serait raisonnable, compte tenu des contraintes socio-économiques sur l’affectation de la ressource aux autres usages, de ne retenir qu’un ordre de grandeur de 17 500 à 24 500 GWh comme gisement de biomasse forestière potentiel9.

165À titre de comparaison, la consommation énergétique de l’Aquitaine était voisine en 2008 de 100 000 GWh. Notons que les émissions de CO2, qui résultent de la combustion de la biomasse forestière, ne sont pas comptabilisées dans les inventaires car elles vont être refixées lors de la croissance des peuplements forestiers. Ceci rend d’autant plus vertueux le mécanisme de substitution énergétique au profit de cette biomasse, en tenant compte bien sûr du circuit d’approvisionnement qui devrait être le plus neutre possible pour le calcul du bilan carbone de la substitution énergétique de la biomasse forestière aux énergies fossiles.

Vue aérienne de la forêt du Médoc, entre étang et dune littorales (© J. Haas, Fédération départementale des Chasseurs de Gironde).

Landes humides dans la forêt des Landes, près d’Hostens (© A. Kremer, INRA-Bordeaux).

166À l’horizon de la fin du siècle, compte tenu d’une baisse potentielle de productivité des peuplements forestiers actuels (de 30 à 40 %), la concurrence entre usages ne pourra être que plus forte. Bien sûr cela suppose que catastrophes climatiques ou biotiques n’hypothèquent pas la vocation de production des espaces forestiers.

Gouvernance

167Les mesures dites « d’atténuation » conduisent au développement rapide de diverses formes de marchés carbones articulant régulations privées et incitations publiques. Certes, dans le cadre de l’actuel « Protocole de Kyoto » (1997), la France apparaît peu concernée car elle est plus susceptible de stocker du carbone par la gestion forestière (crédits plafonnés) que par les processus de boisement, et ce d’autant plus que les reboisements post-tempêtes ne sont pas éligibles. Cependant, depuis 2002, des marchés volontaires se sont peu à peu imposés comme une alternative plus souple avec des mécanismes de « compensation carbone », portés par différents labels (ex. : Voluntary Carbon Standard [VCS], Chicago Climate Exchange [CCX]….), à partir de l’augmentation de stock de carbone en forêt ou dans les produits du bois. De plus, il existe également des projets infranationaux. L’Association Aquitaine Carbone (2012) est ainsi un projet régional qui vise à répondre à l’enjeu particulier du reboisement post-tempête et à promouvoir des projets et des parcours sylvicoles capteurs de CO2 [99]. À l’avenir, d’autres dispositifs gagneraient à être développés en favorisant, par exemple, les emplois à longue durée du bois et des produits ligneux dans l’habitat [9]. Ces certifications, qui s’appuieraient sur des Analyses de Cycle de Vie (ACV) des produits du bois, s’inscriraient dans une régulation marchande portée par les consommateurs.

168Si diverses mesures d’atténuation sont déjà mises en place ou envisageables, il est toutefois nécessaire de s’interroger non seulement sur leurs attractivités et leurs implications en termes d’évolution des investissements forestiers, des structures foncières et des modes d’organisation collective mais aussi et surtout sur leurs compatibilités.

169En effet, parallèlement à la promotion de la forêt « stock de carbone », les marchés et les soutiens économiques, nationaux ou régionaux, aux filières concourent actuellement à un développement de la biomasse forestière. Si ces processus visent à réduire la dépendance aux énergies fossiles, ils peuvent également favoriser l’essor de parcours sylvicoles (taillis à courte rotation), une réorganisation des filières et des bouleversements paysagers en contradiction avec les objectifs de séquestrations du carbone mais aussi les stratégies d’adaptation visant à améliorer la résilience des forêts et des territoires. La structuration et la mise en cohérence des diverses politiques d’atténuation au niveau des espaces forestiers constituent donc des enjeux majeurs. Cela suppose tout d’abord de réinsérer la problématique de la biomasse forestière dans une réflexion régionale sur le développement des différentes énergies renouvelables mais également de questionner les trajectoires envisagées, les portages privilégiés et les technologies déployées : fourniture de réseaux nationaux et internationaux par une production très centralisée, valorisation décentralisée à l’échelle des territoires [99].

Conclusion

170Cette revue rappelle à quel point les forêts se trouvent aujourd’hui au centre d’enjeux écologiques et économiques considérables. Ces enjeux sont illustrés par la position duale des forêts dans le contexte du changement climatique. D’une part leur stabilité écologique est défiée par l’ampleur et l’intensité de ce changement. D’autre part elles peuvent contribuer de manière significative à l’atténuation du changement climatique. Cette revue a permis de dégager, au vu des observations actuelles et des prévisions futures, quelques grandes tendances, qui caractériseront les formations forestières en Aquitaine. Il est presque certain que leur composition en espèces (qu’il s’agisse de la pinède landaise, des forêts de la vallée de l’Adour ou des plateaux calcaires de Dordogne), se modifiera graduellement au cours des prochaines décennies sous le forçage du changement climatique ou par intervention humaine. D’autre part tous les modèles prédisent que la productivité des forêts continuera à augmenter dans le futur proche avant de connaître un ralentissement et une nette décroissance et ce dès les années 2050. Au-delà de ces grandes tendances, des incertitudes demeurent cependant.

171L’intensité à laquelle ces différents mécanismes se produiront reste peu connue. Par exemple, les vitesses respectives auxquelles se feront les mouvements migratoires et les disparitions de populations (qu’il s’agisse d’arbres ou d’espèces associées) restent méconnues si bien que leur bilan qui traduit la composition spécifique reste tout aussi spéculatif. Cette incertitude est renforcée par l’absence de cadre conceptuel et de modélisation des interactions interspécifiques stimulées ou inhibées par le changement climatique. Dans ce domaine le concept de communautés « non analogues » est le plus souvent invoqué pour évoquer l’évolution des compositions futures.

172Les interactions entre les différentes composantes de l’ensemble atmosphère-forêts-climat et les réactions en cascades qui peuvent en découler ont été peu abordées, quelle que soit l’échelle spatiale considérée. L’inconnue portant sur les réactions en cascades s’applique également aux modifications de la biodiversité, en réponse aux modifications spécifiques à différents niveaux trophiques.

173L’impact des événements climatiques extrêmes risque de perturber de manière considérable les changements graduels énoncés dans cette revue. L’intégration de ces événements, de leur occurrence comme de leurs effets reste un sujet majeur de recherche.

174D’une manière générale la prise en compte de l’incertitude elle-même dans les modèles de prévision, ainsi que son intégration dans les politiques dites « adaptatives » méritera une attention plus grande. Une telle attitude nécessitera sans doute une grande diversité dans les approches prédictives, une flexibilité dans les décisions, et une volonté de réévaluer fréquemment l’état des lieux. Cette conduite sera d’autant plus efficace qu’elle se fonde sur un solide jeu d’indicateurs régulièrement observés dans les écosystèmes forestiers.

175Enfin l’impact du changement climatique sur les forêts d’Aquitaine est indissociable de l’évolution des demandes sociétales portant par ailleurs sur les forêts. Les forêts d’Aquitaine sont en effet gérées et exploitées dans un milieu fortement et historiquement modifié par l’homme. Leurs réponses aux changements environnementaux en cours sont de ce fait conditionnées en grande partie par les activités humaines au contraire d’écosystèmes moins anthropisés. Les services écosystémiques attendus par les différentes composantes de nos sociétés auront tendance à s’accroître en réponse à l’urbanisation croissante et au développement du tourisme en Aquitaine. Cette surenchère risque par ailleurs d’augmenter les tensions autour de l’utilisation des terres à des fins forestières. Certaines de ces évolutions ont été explorées dans une étude de prospective récente portant sur la forêt landaise [99]. Elles illustrent également à quel point l’évolution des forêts résultera des modifications environnementales et de celles de nos sociétés. Elles appellent de ce fait à des analyses globales intégrant sciences de l’environnement et sciences humaines et sociales, qui restent pour l’essentiel à être développées.

La confluence de la Garonne et de la Dordogne au niveau du Bec d’Ambès, formant l’estuaire de la Gironde (© T. Auly, Université de Bordeaux 3).

Notes

1 En agriculture, on appelle « intrants » les différents produits apportés aux terres et aux cultures ; ce terme comprend notamment les engrais, les produits phytosanitaires et l’eau d’irrigation.

2 SAU : surface agricole utile, correspond au territoire consacré à la production agricole, composée des terres arables (grande culture, cultures maraîchères, prairies artificielles…) ; des surfaces toujours en herbe (prairies permanentes, alpages) ; des cultures pérennes (vignes, vergers…).

3 Cumul des températures journalières dépassant un seuil (appelé base) sur une période d’intérêt.

4 Cycle phénologique : succession d’événements périodiques dans le monde du vivant, déterminée par les variations saisonnières du climat, comme le débourrement, la floraison, le changement de couleur des feuilles…

5 Institut des Sciences de la Vigne et du Vin – Bordeaux Aquitaine.

6 ZNIEFF : Zone Naturelle d’Intérêt Écologique, Faunistique et Floristique.

7 Soit, pour 5 millions de m3 de récolte, une quantité de matière sèche de 2,7 millions de tonnes (infradensité de 0,54) et un PCI de 1,2 million de tep (coefficient 0,43 par tonne anhydre) ou 13 500 Gigawatt-h (coefficient 5,06 Mégawatt-h par tonne anhydre).

8 Soit, pour 14 millions de bois (bois fort 12 Mm3 et 2 Mm3 de rémanents), une quantité de matière sèche de 6 millions de tonnes (infradensité de 0,43) et un PCI de 2,6 millions de tonnes équivalent pétrole (tep) (coefficient 0,43 par tonne anhydre) ou 30 500 Gigawatt-h (coefficient 5,06 Mégawatt-h par tonne anhydre). Les résultats dépendent bien sûr des coefficients retenus toujours discutables.

9 En comptant les usages énergétiques lors des processus de transformation de la ressource (liqueurs noires…).

Table des illustrations

Légende Figure 1 : Évolution de la date des vendanges dans une propriété du Bordelais entre 1900 à 2012. Si la date des vendanges a eu tendance à reculer jusqu’au début des années 1990, principalement en raison de la diminution de la pression des maladies par une amélioration des traitements phytosanitaires, elle a subi une avancée de près de 15 jours par la suite [18].
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-1.jpg
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Légende Figure 2 : Dates moyennes de floraison (A) et de vendanges (B) pour le cépage Merlot calculées pour le passé récent PR (1971-2000), le futur proche FP (2020-2050) et le futur lointain FL (2070-2100) à Bordeaux, Lusignan et Toulouse [8].
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Légende Production de fraises hors sol (Marie-Noëlle Demene, Invenio)
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Légende Figure 3 : Augmentation de la teneur en alcool d’un vin d’une propriété en Bordelais entre 1962 et 2009. Alors que la teneur moyenne en alcool était inférieure à 12° au début des années 1960, elle a augmenté jusqu’à des valeurs supérieures à 13° à la fin de la première décennie du XXIe siècle (Roby, communication personnelle).
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-4.jpg
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Légende Figure 4 : Dégâts d’éclatement sur cerises mûres (photo J. Claverie, INRA). Ces fruits ne sont plus commercialisables.
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-5.jpg
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Légende Figure 5 : Confort hydrique estimé pour le passé récent (PR), futur proche (FP) et futur lointain (FL) par le rapport ETR (Évapotranspiration réelle) sur ETM (Évapotranspiration Maximale) pour un vignoble du cépage Merlot à Bordeaux, Lusignan et Toulouse. ETM représente la demande en eau d’une culture en absence de limitation hydrique. Ce rapport quantifie donc l’équilibre offre/demande moyen entre la floraison et la maturité [8].
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-6.jpg
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Légende Figure 6 : Besoins en irrigation moyens de 7 cultures d’hiver et d’été : simulation avec le modèle [35] sur la base de seuils « transpiration réelle/transpiration maximale » différents selon la sensibilité des cultures (3 niveaux de réserve utile RU, sols argilo-limoneux, climat Toulouse 1984-2004) [11].
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-7.jpg
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Légende Figure 7 : Classification des besoins thermiques de quelques cépages pour atteindre le stade maturation des raisins. Ces besoins sont calculés en faisant la somme des températures journalières moyennes supérieures au seuil de 10 °C à partir du 1er janvier jusqu’à la date de maturité des raisins. Un jour à température moyenne de 15 °C apporte 5 °C. J à la somme et un jour à température moyenne inférieure à 10 °C n’apporte rien à la somme. Cet indice caractérise la précocité des différents cépages. Les cépages situés sur la gauche du graphique mûrissent le plus tôt, et ceux qui sont sur la droite mûrissent le plus tard. Les cépages les plus tardifs pourraient être introduits dans l’encépagement bordelais, après avoir expérimenté leur potentiel pour élaborer des vins de qualité dans la région Aquitaine [37].
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-8.jpg
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Légende Figure 8 : Cartographie des sommes de températures supérieures à 10 °C entre le 1er janvier et le 30 septembre de l’année 2003, à l’échelle du vignoble bordelais. La somme des températures peut varier de 1700 dans certaines zones du Blayais et du Nord-Ouest du Médoc à 2000 °C. J dans les vignobles proches de l’agglomération bordelaise ou sur les rives de Garonne et Dordogne [38].
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-9.jpg
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Légende Figure 1 : Sensibilité phénologique du débourrement (date d’apparition des feuilles) à la température pour six espèces forestières étudiées dans le massif des Pyrénées depuis 2005, le long de gradients altitudinaux. L’ordonnée représente le jour du débourrement (en nombre de jours depuis le premier janvier) et l’abscisse la température moyenne annuelle au site d’observation. Les tendances montrent que toutes les espèces avancent leur date de débourrement avec l’augmentation de la température mais cette sensibilité varie significativement entre espèces (Vitasse et al. [13]). La pente de la droite de régression (chiffre en rouge) représente le décalage moyen de la date de débourrement exprimée en nombre de jours par degré de réchauffement (j °C -1 ).
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/642/img-10.jpg
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Légende Figure 2 : Distribution du chêne vert dans deux forêts domaniales au cours des 120 dernières années. Panneau supérieur : cartes du parcellaire de la forêt d’Hourtin (87 parcelles soit 4 000 ha) de 1880 à nos jours. La couleur verte indique la présence du chêne vert. Les dates correspondent aux années de parution des plans d’aménagement. Le chiffre mentionné au-dessus des plans indique le nombre de parcelles présentant du chêne vert. Panneau inférieur : cartes du parcellaire de la forêt domaniale d’Olonne sur Mer à quelques dizaines de kilomètres au nord de la forêt de Hourtin. La couleur verte indique la présence de chêne vert. Les dates correspondent aux années de parution des plans d’aménagement. Ces données historiques mettent en évidence une colonisation très rapide du chêne vert à la limite nord de son aire de distribution (Urli 2013 [14]).
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Légende Figure 3 : Accroissement moyen du hêtre en surface terrière en cm² sur les périodes 1995-2009 et 1970-1984. La croissance des 15 dernières années présente un déclin sensible en dessous de 600 m d’altitude par rapport à celle de 1970-1984. Au-dessus de 600 m, la croissance des arbres a par contre augmenté lors de la période récente. Le déclin à basse altitude et le gain de croissance à haute altitude ont conduit à une remontée altitudinale de l’optimum de croissance (Paillette 2010 [19]).
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Légende Figure 4 : Surface terrière et accroissement en surface terrière par classe d’âge pour les trois derniers inventaires départementaux de la Gironde et des Landes (peuplements de pin maritime traités en futaie régulière, Pignard [21]).
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Légende Figure 5 : Enveloppes bioclimatiques des groupes chorologiques en France. En orange, le groupe Aquitain (pin maritime, chêne tauzin…) et en rouge le groupe méditerranéen (pins et chênes méditerranéens). La Figure de gauche correspond aux enveloppes actuelles et celle de droite aux enveloppes en 2100 (Badeau et al. [49], avec permission de l’éditeur).
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Légende Figure 6 : Enveloppes bioclimatiques prédites à l’horizon 2055 par différents modèles pour le chêne pédonculé et le chêne vert. Les aires marquées en rouge correspondent à des surfaces perdues, en vert à la partie de l’aire actuelle maintenue, et en bleu aux surfaces devenues propices à l’espèce (Cheaib et al. [51], avec permission de l’éditeur).
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Légende Figure 7 : Schéma des processus biophysiques considérés dans le modèle Go+ (Moreaux [55]).
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Légende Figure 8 : Évolution entre 1960 et 2080 de la productivité primaire brute (GPP, gC. M-2. An-1), du bilan net de CO2 de l’écosystème (NEE, gC. M-2. N-1), de l’accroissement annuel en bois (MAI, m 3 tige ha-1. An-1) et du stock de carbone dans la biomasse (W, tC ha-1), moyennés sur toute la rotation pour trois scénarios sylvicoles (rotation de 25, 45 et 92 ans) de plantations de pin maritime sur quatre sites du Sud-Ouest de la France. Les prédictions ont été réalisées pour des sites fertiles (teneur foliaire en azote= 1.5 gN. 100 g dm-1 dans les aiguilles, réserve utile en eau du sol = 150 mm) par le modèle GO+, sous le scénario climatique B2 (Ciais et al. 2010 [64]).
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Légende Figure 9 : Les cycles biogéochimiques dans les écosystèmes forestiers.
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Légende Figure 10 : Carte des zones potentiellement sensibles aux incendies de forêts à l’horizon 2040. Le niveau le plus élevé est en rouge, le niveau moyen en orange et en vert pâle le niveau faible. En blanc les zones sans massif forestier supérieur à 100 ha ou à sensibilité très faible (Source : Chatry et al. [90]).
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Légende Tableau 1 : Itinéraires sylvicoles analysés (Moreaux, [55]).
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Légende Tableau 2 : Moyenne annuelle par période des variables climatiques du scénario climatique A2 utilisé pour l’expérience de simulation, pour le point de grille de Bordeaux entre 1970 et 2100 (données SAFRAN) - (Rg désigne le rayonnement global, Ta la température de l’air, RH l’humidité relative, et [CO2] la concentration en CO2)
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Légende Figure 11 : Évolution du cumul de l’incrément de biomasse (exprimées en tonne matière sèche (t DM) des parties aériennes) des parties aériennes (Ag Inc) et souterraines (Bg Inc) et de l’indice foliaire (LAI) pour les trois options sylvicoles (taillis d’Eucalyptus 10 ans, et rotations de Pin 15 et 30 ans) et pour trois périodes climatiques (Moreaux [55]). Entre 0 et 15 ans, les deux simulations Pin-15 et Pin-30 sont confondues.
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Légende Figure 12 : Variations moyennes annuelles des stocks de carbone des compartiments du sol pour trois options sylvicoles (taillis d’Eucalyptus 10 ans, et rotations de Pin 15 et 30 ans) et pour trois périodes climatiques (scénario A2). Un accroissement est compté positivement. DPM désigne le compartiment d’entrée de la matière organique (MO) labile, RPM : celui de la MO résistante. BIO désigne le compartiment de biomasse microbienne et HUM le compartiment de matière organique humifiée, c’est-à-dire stabilisée (Moreaux [55]).
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Légende Figure 13 : Valeurs moyennes annuelles des flux de C-CO2 simulés pour les trois options sylvicoles (taillis d’Eucalyptus 10 ans, et rotations de Pin 15 et 30 ans) et pour trois périodes climatiques. Les flux descendants (assimilation) sont comptés positivement. Pour rappel, GPP désigne la production primaire brute, Rh la respiration hétérotrophe et R la respiration autotrophe (Moreaux [55]).
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Légende Vue aérienne de la forêt du Médoc, entre étang et dune littorales (© J. Haas, Fédération départementale des Chasseurs de Gironde).
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Légende Landes humides dans la forêt des Landes, près d’Hostens (© A. Kremer, INRA-Bordeaux).
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Légende La confluence de la Garonne et de la Dordogne au niveau du Bec d’Ambès, formant l’estuaire de la Gironde (© T. Auly, Université de Bordeaux 3).
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Auteurs

Ingénieur de Recherche à l’INRA, EGFV/ISVV, Bordeaux.
ollat@bordeaux.inra.fr
Écophysiologiste, en charge de recherches sur le rôle du portegreffe sur l’adaptation de la vigne à la sécheresse. Responsable du programme national d’amélioration des porte-greffe de vigne. Responsable du projet Laccave qui étudie les conditions d’adaptation de la filière viti-vinicole au changement climatique.

Directeur de Recherche à l’INRA, BIOGECO, Bordeaux.
antoine.kremer@pierroton.inra.fr
Ses travaux portent sur la compréhension des mécanismes évolutifs qui ont conduit à l’organisation actuelle de la diversité des forêts, et s’intéressent à l’évolution future en réponse aux changements environnementaux.

© Presses Universitaires de Bordeaux, 2013

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