La limite de la forêt. Pourquoi il n'y a pas d'arbres en altitude

Le climat se réchauffe. En cent ans, les températures moyennes ont augmenté de 0,6° C environ. En montagne aussi, les conséquences se font sentir: les glaciers fondent, le permafrost dégèle et, aux altitudes moyennes, le manteau neigeux diminue. Quelles sont donc les conséquences de ce réchauffement sur la végétation

Facteur déterminant: la température

Du point de vue écologique et esthétique, on observe en montagne une démarcation très claire: la limite de la forêt ou des arbres. Par limite de la forêt, on entend la ligne qui délimite vers le haut une forêt compacte. La limite des arbres, elle, englobe tous les arbres isolés. Pourquoi ceux-ci disparaissent-ils à mesure que l'on monte? A première vue, on pourrait croire que les températures hivernales très basses ou les périodes de gel font plus de mal aux arbres qu' aux végétaux plus proches du sol. Ce n' est pas le cas: en effet, les arbres peuvent s' adapter à des températures inférieures à –60° C en stockant du glucose et d' autres substances protectrices et en modifiant leurs cellules. Des mesures de la température à la limite des arbres, dans toutes les régions du monde, montrent que c' est surtout un climat trop froid pendant la période de végétation qui influence la limite des arbres. Les racines ont besoin d' une température de 5 à 7° C pour permettre des processus métaboliques indispensables à la croissance. Si la période de végétation est trop courte ou trop froide, les arbres n' ont pas assez d' énergie à investir dans la constitution d' un tronc vertical. A leur limite supérieure, les arbres sont aussi leurs propres ennemis: leur ombre rafraîchit le terrain autour de leurs racines. Affaiblis, ils ont du mal à s' affirmer face à des espèces plus proches du sol. Les températures estivales influencent donc la limite de la forêt. Au niveau local, d' autres facteurs s' y ajoutent: les déplacements de la neige, le gel au début de l' été, le vent, certaines espèces de cham- Photo: Foto Furter, Davos Photo: Ueli Wasem foretinfo.net Le portail Internet international foretinfo.net met à disposition une quantité considérable d' informations pour toute personne qui s' intéresse à la nature. Qu' il s' agisse de faits concernant la forêt ou la faune sauvage, des dernières nouveautés en matière de technique forestière ou de recherche, d' informations sur le bostryche ou les écosystèmes, tous ces sujets et une multitude d' autres sont traités dans des textes accessibles accompagnés de plus de 4000 images et d' autant de liens. Les contenus, en 5 langues, sont mis à disposition par onze institutions basées en Allemagne, en France, en Italie, au Liechtenstein, en Autriche, en Slovénie et en Suisse.

A la limite des arbres, ceux-ci ont la vie dure. Les branches supérieures de ce mélèze ont dépéri plusieurs fois parce qu' au printemps, lorsque le sol est gelé, l' apport en eau est insuffisant ( dessiccation hivernale ). Par contre, les branches qui sont à l' abri de la neige continuent de se développer Saas im Prättigau en 1948 ( en haut ) et 2003 ( à g. ). Dans les Alpes, c' est surtout dans les zones moins élevées que la forêt s' est étendue avec le recul de l' agriculture et de l' exploitation des alpages. De 1985 à 1995, la surface couverte par la forêt dans les Alpes a augmenté de 7,6 % pignons, la sécheresse et la concurrence des herbacées. Dans un espace limité, ces facteurs peuvent avoir une influence déterminante. C' est ce qui explique que la limite de la forêt est rarement une ligne droite. Mais vues d' une certaine distance, ces variations passent inaperçues et on peut considérer la limite de la forêt comme une ligne qui résulte de la température.

L' influence de l' homme

Les conditions climatiques propices aux arbres pendant la période de végétation – et, par conséquent, la hauteur de la limite des arbres – varient en altitude selon le climat: dans les régions subpolaires, on les trouve à quelques centaines de mètres et dans les massifs des tropiques, à plus de 4000 m – 4900 m au maximum. Dans les Alpes aussi, la limite des arbres varie d' une région à l' autre. C' est dans les vallées intérieures du Valais et de l' Engadine qu' elle est la plus élevée: à 2500 m. La cause en est l' importance du rayonnement et l' échange de température entre le sol et l' air environnant. Par contre, sur les sommets exposés des Préalpes, à partir de 1800 m, les arbres manquent en général de chaleur. Si leur croissance est liée à la température, on peut en déduire que la limite de la forêt devrait s' élever avec le réchauffement climatique. Cependant, la forêt est un système qui réagit lentement. Il faut plusieurs dizaines d' années pour qu' elle s' étende à un terrain qui était ouvert. La limite des forêts est donc toujours en retard sur le climat. Photo: Peter Bebi Photo: Foto Fur ter, Dav os Photo: Foto Furter, Davos La limite de la forêt dans l' Oural, en Russie. Sur le cercle polaire, elle est à 300 m seulement; 2000 km plus au sud, elle est à 1300 m – comme sur cette photo Les forêts fossilisées au-dessus de la limite actuelle de la forêt montrent qu' il y a un millénaire, dans le nord de l' Oural, les températures étaient comparables à aujourd'hui Coupe d' un tronc de mélèze fossilisé, datant d' il y a 1000 ans, avec 199 cernes qu' on reconnaît encore aisément. La comparaison avec des « masters » permet de déterminer l' âge du bois fossilisé. En outre, la largeur des cernes constitue une indication des conditions climatiques de l' époque en question La limite de la forêt, également appelée zone de combat: le vent, la friction des cristaux de neige et de glace, les dégâts causés par le gel et, surtout, les basses températures pendant la période de végétation empêchent les arbres de conquérir des zones plus élevées Qui plus est, dans l' espace alpin, depuis des siècles, la limite de la forêt est fortement influencée par l' homme. L' exploi agricole et forestière l' a souvent fait descendre bien en dessous de son altitude naturelle. A mesure que l' agricul revient aux méthodes extensives, les forêts gagnent du terrain et leur limite se rapproche de leur hauteur naturelle. En ce qui concerne les fluctuations naturelles dans les Alpes, nous n' avons que peu d' indications – même si le bois qu' on trouve lors du recul des glaciers semble indiquer que cette limite était autrefois plus élevée qu' aujourd 1.

Dans l' Oural, la limite s' élève

Dans les Alpes, on distingue difficilement les variations dues au climat de celles qui dépendent de la reconquête par la nature des terrains délaissés par l' agriculture. A l' inverse, dans la chaîne de l' Oural, en Russie, la limite de la forêt n' est pas influencée par l' homme 2. Au sud de l' Oural, la forêt s' étend presque jusque sur les sommets: on trouve des sapins jusqu' à 1300 m d' altitude. Dans l' Oural septentrional, les arbres les plus élevés sont des mélèzes. Ici, la limite des arbres n' est qu' à 300 m; plus haut, on trouve la toundra et des déserts rocailleux. Des chercheurs russes ont découvert des photographies de l' Oural au début du XX e siècle. Ils ont constaté que la limite de la forêt s' était élevée de 60 à 80 m depuis lors. Sur les pentes douces, cette dénivellation correspond à une distance de 500 à 900 m. Dans ces régions isolées, on peut exclure toute influence de l' homme. Pour les chercheurs, l' expli réside donc dans le réchauffement climatique. En effet, en Oural septentrional et méridional, les températures annuelles moyennes ont augmenté de 1,5° C en 150 ans, et la période de végétation s' est prolongée de une à deux semaines. Depuis les années 1960, des écologistes russes photographient régulièrement certains points à la limite de la forêt en Oural septentrional et méridional. Ils notent au millimètre près sur des cartes la limite et la répartition des différents types de forêts. Leurs informations confirment elles aussi que la limite s' élève. Là où, il y a 40 ans, s' étendait la toundra, de jeunes forêts apparaissent. Et dans les zones où, il y a quelques décennies, seuls Photo: Frank Hagedorn Photo: Frank Hagedorn Photo: Andr eas Rigling Photo: Fr ank Hagedorn

Livres/Médias

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Il y a 40 ans, Stepan Shijatov ( devant à dr .), chercheur russe aujourd'hui âgé de 72 ans, a utilisé du papier millimétré pour cartographier la répartition des végétaux et des arbres. Ses croquis permettent de retracer l' évolution de la limite de la forêt des arbres isolés survivaient, on trouve aujourd'hui des forêts compactes.

Forêts fossilisées au-dessus de la limite des arbres

En faisant de longues randonnées près du cercle polaire, le professeur Stepan Shijatov a trouvé des témoins d' un passé lointain 3. Au-dessus de la limite des arbres, il est tombé sur des restes de forêts fossilisés, des troncs de mélèzes hauts de plusieurs mètres. Grâce aux cercles annuels de ces arbres, on a pu évaluer l' âge de cette forêt d' antan: elle a vécu il y a environ 1000 ans. Cela montre qu' à l' époque, le climat en Oural septentrional était comparable à aujourd'hui. Lors du refroidissement dû à la petite glaciation, aux XIII e et XIV e siècles, les arbres sont morts. Mais en raison de la forte teneur en sève de leur bois et du climat spécifique – des étés brefs et secs et des hivers glaciaux – les arbres ont été conservés. Aujourd'hui, entre les arbres fossilisés, on voit croître de nouvelles pousses de mélèzes. Le réchauffement permet donc à la forêt de regagner le terrain qu' elle avait perdu.a.. Frank Hagedorn, Andreas Rigling, Peter Bebi, Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL ( trad. ) 1 Cf. Les Alpes, 1/2006, « L' avancée de la forêt dans la Mesolcina » 2 Des chercheurs de l' Institut fédéral de recher- ches WSL et de l' EPFZ étudient actuellement avec des collègues russes et allemands l' évolution de la limite de la forêt en Oural méridional et septentrional. 3 Cf. www.wsl.ch/forest/risks/projects/stillberg/ et www.wsl.ch/forest/INTAS_P2001-0052/ ( en anglais )