Les sapins de Douglas subiront probablement plus de stress à cause de l’air plus sec à mesure que le climat change qu’ils ne le feront à cause de moins de pluie, selon la modélisation informatique par les scientifiques de l’Oregon State University.
La recherche est importante car le sapin de Douglas est répandu dans tout le nord-ouest du Pacifique, une espèce emblématique ayant une importance écologique, culturelle et économique, et apprendre comment les arbres réagissent à la sécheresse est crucial pour comprendre la sensibilité des forêts à un climat changeant.
Le sapin de Douglas pousse dans une aire de répartition qui s’étend du nord de la Colombie-Britannique au centre de la Californie, et comprend également les montagnes Rocheuses et le nord-est du Mexique. Dans l’Oregon, le sapin de Douglas se trouve dans une variété de forêts mixtes de conifères et de feuillus, du niveau de la mer à 5 000 pieds, et peut atteindre une taille massive; un arbre sur les terres du Bureau of Land Management dans le comté de Coos mesure plus de 300 pieds de haut et plus de 11 pieds de diamètre.
Les Amérindiens utilisaient traditionnellement le bois du sapin de Douglas, l’arbre officiel de l’Oregon depuis 1936, comme combustible et pour les outils, sa poix comme scellant et de nombreuses parties de l’arbre à des fins médicinales.
Arbre à bois polyvalent, le douglas est une source de produits en bois résineux, notamment des planches, des traverses de chemin de fer, du placage de contreplaqué et de la fibre de bois. L’Oregon est en tête de tous les États américains en matière de production de résineux et la majeure partie est constituée de douglas.
L’étude de l’OSU, publiée dans Météorologie agricole et forestièrea simulé la réponse d’un peuplement de douglas de Douglas âgé de 50 ans sur le versant ouest de la chaîne des Cascades de l’Oregon à moins de pluie et à un « déficit de pression de vapeur » ou VPD plus élevé – essentiellement le pouvoir de séchage de l’atmosphère.
Une équipe dirigée par Karla Jarecke, chercheuse postdoctorale au Collège des sciences de la Terre, des océans et de l’atmosphère de l’OSU, a cherché à examiner comment les mécanismes à l’origine de la fixation du carbone et des « flux » d’eau – les échanges d’eau entre les arbres et l’atmosphère – réagiraient à la diminution des précipitations et à l’augmentation des VPD.
Le sapin de Douglas, comme d’autres plantes, se crée de la nourriture en utilisant la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et l’eau pendant la photosynthèse. Le processus extrait le CO2, un gaz à effet de serre, de l’air, libère de l’oxygène et entraîne le stockage à long terme du carbone dans le bois et les racines.
« Ce qui régit la fixation du carbone et les flux d’eau en réponse à l’augmentation des températures et à la limitation de l’eau dans les régions à climat méditerranéen – hivers humides et étés secs – n’est que partiellement compris », a déclaré Jarecke, qui a commencé la recherche en tant que doctorant à l’OSU College of Sylviculture. « Un VPD élevé et le manque d’humidité du sol peuvent créer un stress hydrique important dans les forêts, mais l’atmosphère sèche et le manque de précipitations sont fortement liés, ce qui rend difficile de discerner leurs effets indépendants. Ils ont tendance à se produire tous les deux pendant l’été. »
Jarecke et ses collaborateurs, dont Kevin Bladon et Linnia Hawkins du College of Forestry et Steven Wondzell du US Forest Service, ont utilisé un modèle informatique pour démêler les effets des deux phénomènes. Le modèle utilise une série d’équations qui illustrent à quel point les sapins de Douglas sont équipés pour faire face au stress hydrique, et il a montré que moins de pluie au printemps et en été est susceptible d’avoir un impact comparativement plus faible sur la productivité forestière qu’une augmentation de la VPD.
« La diminution des précipitations au printemps et en été n’a pas eu beaucoup d’effet sur le stress hydrique du sapin de Douglas, car l’humidité est restée abondante en profondeur dans le profil du sol », a déclaré Jarecke. « Cela a démontré que l’effet de la réduction des précipitations dans le cadre du futur changement climatique pourrait être minime mais dépendra de la disponibilité de l’eau souterraine, qui est déterminée par les propriétés du sol et les profondeurs d’enracinement. »
Elle a déclaré que les augmentations du déficit de pression de vapeur dues à la chaleur sont susceptibles de provoquer un stress hydrique quelle que soit la quantité d’humidité dans le sol, ajoutant que « de nombreuses lacunes dans les connaissances subsistent concernant la façon dont les arbres réagiront aux températures extrêmes et aux anomalies VPD telles que le des températures record qui se sont produites dans le Nord-Ouest à l’été 2021. »
Bladon a ajouté que l’étude de l’État de l’Oregon montre le rôle important des sécheresses atmosphériques dans la création de conditions de stress pour les arbres.
« Cela a des implications potentielles non seulement pour entraîner une mortalité substantielle des arbres, mais aussi pour influencer les incendies de forêt, car d’autres études ont montré de fortes relations entre le VPD et la superficie forestière brûlée dans l’ouest des États-Unis », a-t-il déclaré.
Plus d’information:
Karla M. Jarecke et al, L’absorption de carbone par le sapin de Douglas est plus sensible à l’augmentation de la température et du déficit de pression de vapeur qu’à la réduction des précipitations dans l’ouest des Cascade Mountains, Oregon, États-Unis, Météorologie agricole et forestière (2022). DOI : 10.1016/j.agrformet.2022.109267