FAST : Analyse et Spatialisation de scénario intégré de changemenT global sur la Forêt française

Le projet FAST a pour objectif d’analyser les évolutions régionalisées de la forêt métropolitaine face aux aléas climatiques et biotiques. Une des forces de ce projet est la prise en compte de différents scénarios de gestion forestière, d’atténuation et d’adaptation, croisés avec des scénarios d’évolution du climat. Ce projet est caractérisé par la finesse de la résolution spatiale retenue (8 x 8 km), compatible avec les besoins à une échelle locale.
Ce projet comporte trois volets étroitement connectés : 1) la collecte, la mise en forme et l’organisation des données et des paramètres requis par les différents modèles de processus, sur toute la France métropolitaine, constituant les différentes « couches » : sols, forêts et climats, 2) une étape d’évaluation, d’analyse et de développement des modèles, prenant en compte les effets abiotiques et biotiques, 3) après réalisation des simulations appropriées, l’analyse des impacts régionalisés à l’échelle nationale : les changements de fonctionnement et de productivité des écosystèmes forestiers, les risques sur la forêt française en interaction avec les aléas climatiques.
La couche forêt résulte de la mise en forme de données de l’Inventaire Forestier National, avec une agrégation des variables à la résolution de 8 x 8 km. L’importance, mise en évidence par nos équipes, des contraintes hydriques sur le fonctionnement, la croissance et la vulnérabilité des forêts nous a fait porter des efforts particuliers sur la couche sol tout particulièrement la réserve utile. Cette information est critique pour que les modèles reproduisent avec réalisme les épisodes de sécheresse et leurs conséquences sur les écosystèmes forestiers. Un modèle de bilan hydrique, appliqué sur la grille métropolitaine, a fourni des simulations spatialisées d’indicateurs de contrainte hydrique (date, durée, intensité) au pas de temps journalier. D’autres variables de la couche sol, comme la teneur en carbone, ont aussi été renseignées dans un SIG.
Une originalité de FAST est la prise en compte des effets biotiques sur le fonctionnement et la croissance de la forêt. Trois équipes ont travaillé sur la mise au point de modèles de développement d’agresseurs, champignons et insectes, chaque couple hôte/agresseur répondant aux variations climatiques : température et/ou sécheresse. La finalité de ce travail est l’insertion des dommages biotiques dans un modèle de fonctionnement des écosystèmes forestiers, par une association étroite entre écophysiologistes, pathologistes et entomologistes.
Une part importante de FAST a porté (travail en cours de finalisation) sur l’amélioration de deux modèles : GO+ et ORCHIDEE‐FM. GO+ est mis en oeuvre pour comparer finement des scénarios de gestion (feuillus vs. résineux, gestion intensive vs. extensive, gestion du sous‐étage, etc.). GO+ inclut les effets biotiques, avec dans un premier temps l’impact de la chenille processionnaire du pin. Une seconde amélioration de ces modèles est l’ajout de modules de gestion forestière destinés à simuler l’effet des opérations sylvicoles (éclaircies, coupes définitives, substitution d’essences…). Ces modules permettent aussi de traduire la capacité de séquestration de carbone à l’échelle des écosystèmes forestiers en variables dendrométriques classiques (distributions de catégories d’arbres dans des classes de diamètres). Le modèle générique ORCHIDEE‐FM, utilisé en routine sur l’ensemble du territoire métropolitain, prend en compte les plantations à croissance rapide de type TCR et TTCR, dans l’objectif de réaliser des simulations pour différents les scénarios de substitution forestière. Les simulations spatialisées sous différents scénarios climatiques, avec ORCHIDEE‐FM ont montré un bon accord avec les données d’inventaires forestiers.
Les simulations montrent jusque vers les années 2050 une légère augmentation de productivité primaire nette (NPP) puis une décroissance, en relation avec l’augmentation des sécheresses et des températures maximales en été. Au‐delà de ces tendances générales, des disparités régionales peuvent être mises en évidence, reflétant les gradients thermiques et hydriques sur le territoire français. La région méditerranéenne et le sud‐ouest apparaissent être tout particulièrement affectés.
Les deux scénarios climatiques utilisés dans le projet conduisent à des évolutions de productivité différentes, toujours en liaison avec le facteur sécheresse.
Les simulations mettent en évidence, pour les pinèdes, l’importance du rôle de la végétation accompagnatrice et de sa gestion dans des sylvicultures très intensives, suggérant une aptitude compétitive accrue de cette végétation. Les résultats montrent aussi l’impact de la préparation du sol qui déstocke systématiquement le carbone du sol dans les plantations avec labour à chaque régénération. Ces résultats confirment ceux de projets antérieurs (Carbofor, Climator), avec un affaiblissement par les sécheresses de la production forestière des sylvicultures intensives entre 2035 et 2085. Par ailleurs, des conséquences négatives et fortes sont mises en évidence sur les flux de drainage, notamment sous Eucalyptus, alerte sur la gestion anticipatrice des réserves hydriques dans le futur pour cette région.