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Image : Une forêt avec des tourbières.

Épidémies d’insectes plus fréquentes et plus dévastatrices, feux plus intenses, sécheresses, inondations... Les effets des changements climatiques fragilisent nos forêts. Partout au pays, des chercheurs tentent de mieux les comprendre afin de réduire leur vulnérabilité. La semaine verte vous fait découvrir la « forêt du futur ».

Un texte de France Beaudoin

Du haut des airs, les massifs forestiers et les milieux humides se succèdent à perte de vue. Dans les Territoires du Nord-Ouest, la forêt boréale s’étend sur 810 000 kilomètres carrés. L’hélicoptère nous dépose à la station de recherche de Scotty Creek, où des scientifiques se relaient de mars à septembre pour documenter les conséquences des changements climatiques sur la forêt.

Au nord du 61e parallèle, le réchauffement est quatre fois plus rapide qu’ailleurs sur la planète, comme ne manque pas de le souligner notre guide, le technicien de recherche Mason Dominico, de l’Université Wilfrid Laurier à Waterloo. Les changements se déroulent sous nos yeux. Depuis 2018, je vois le sol s’affaisser davantage. Et on observe un phénomène baptisé "forêt ivre". Les épinettes sont de plus en plus inclinées.

Vue aérienne de petites tourbières.
À certains endroits dans les Territoires du Nord-Ouest, on assiste à un processus de déforestation naturelle. Les forêts deviennent des milieux humides, formés de tourbières connectées les unes aux autres.Photo : Photo fournie par le gouvernement des Territoires du Nord-Ouest

Les chercheurs assistent à un processus de déforestation naturelle. Les forêts deviennent des milieux humides, formés de tourbières connectées les unes aux autres.

Les racines des arbres reposent sur le pergélisol discontinu, relativement mince et recouvert d’une couche active qui gèle et dégèle selon les saisons. Le pergélisol, c’est le ciment qui forme l’assise de la forêt boréale dans les Territoires du Nord-Ouest. Avec le réchauffement, le ciment prend de moins en moins bien, ce qui fragilise les arbres.

Un sentier mène à une lisière de forêt à l'horizon.
Un sentier dans le pergélisol à la base de recherche de Scotty Creek dans les Territoires du Nord-Ouest.Photo : Radio-Canada / Michel Sylvestre

Les arbres suivent ces mouvements de gel et de dégel. Plus le dégel s’accentue, plus les arbres bougent. C’est une forme de danse que les arbres font pour s’adapter et survivre au climat.

Steve Kokejl, spécialiste du pergélisol et des changements climatiques, gouvernement des Territoires du Nord-Ouest
Steve Kokejl sur le sommet d'une montagne dans une forêt.
Steve Kokejl est spécialiste du pergélisol et des changements climatiques au gouvernement des Territoires du Nord-Ouest.Photo : Radio-Canada

Son collègue spécialiste des écosystèmes forestiers, Jakub Olesinski, observe pour sa part des problèmes phytosanitaires de plus en plus aigus. Contre toute attente, la tordeuse des bourgeons de l’épinette, un insecte qui fait des ravages dans les forêts de résineux, monte maintenant au-delà du cercle polaire.

En 2015, on a vu une éclosion spectaculaire dans le delta du fleuve Mackenzie. Il s’agit sans doute de l’éclosion la plus au nord jamais observée au Canada et même en Amérique du Nord.

Jakub Olesinski, spécialiste des écosystèmes forestiers, gouvernement des Territoires du Nord-Ouest

Les transformations que les chercheurs observent dans cet écosystème nordique sont inquiétantes et cruciales pour comprendre les enjeux qui toucheront éventuellement les forêts plus au sud.

Un papillon de la tordeuse des bourgeons de l'épinette sur une branche
Un papillon de la tordeuse des bourgeons de l'épinette sur une branche.Photo : Radio-Canada / Marc-Antoine Mageau

Simuler l’effet des changements climatiques

De retour au Québec, nous prenons la direction de Valcartier, où, dans une enceinte clôturée, se cache une jeune forêt sous haute surveillance. On y trouve 24 parcelles d’arbustes. La moitié est maintenue à température ambiante, les 12 autres parcelles sont chauffées en continu à 2 degrés de plus que la normale saisonnière, du début mai jusqu’en octobre.

Baptisé T-Face, ce projet expérimental permet de simuler l’effet des changements climatiques anticipés d’ici 2050.

On a planté ici des semis de sapins baumiers et d’épinettes noires. [...] On veut regarder comment ces espèces-là vont réagir à l’impact des changements climatiques, explique le chercheur en écologie forestière au Centre de foresterie des Laurentides, Louis De Grandpré.

Des semis de sapins baumiers et d’épinettes noires.
À Valcartier, près de Québec, se trouve le projet T-Face. On y étudie l’effet du réchauffement sur le débourrement des arbres et aussi la vulnérabilité à la tordeuse des bourgeons de l’épinette.Photo : Radio-Canada

Les chercheurs étudient l’effet du réchauffement sur le débourrement des arbres, c’est-à-dire l’éclosion des bourgeons, et leur vulnérabilité à la défoliation par la tordeuse des bourgeons de l’épinette.

Malgré son nom, la tordeuse s’attaque principalement au sapin baumier. Car la période d’alimentation des larves est bien synchronisée avec l’éclosion des bourgeons du sapin baumier. L’épinette noire débourre plus tard. Mais les chercheurs craignent que cela ne change avec le réchauffement du climat.

Pour le vérifier, ils déposent au printemps des larves de tordeuses élevées en laboratoire sur les arbres des parcelles expérimentales. Puis ils surveillent étroitement le débourrement des jeunes sapins et épinettes et mesurent la croissance des pousses.

Dans les parcelles chauffées, l’éclosion des bourgeons est devancée de 2 à 3 jours. Il y a un meilleur synchronisme entre le débourrement de l’épinette noire et l’émergence de la tordeuse.

On observe que l’épinette noire est un hôte qui est aussi bon que le sapin pour la tordeuse, précise l’entomologiste Deepa Pureswaran du Centre de foresterie des Laurentides. Une sérieuse menace pour cette espèce qui a contribué à l’essor de l’industrie forestière québécoise.

Sapin baumier
Sapin baumier Photo : iStock

Tester des aménagements forestiers

À 70 kilomètres au nord-est de Québec, dans la forêt Montmorency, Éric Bauce teste différentes pratiques d’aménagement forestier dans le but d’améliorer la résistance des arbres aux épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette.

On s'amuse avec une scie à chaîne, à ouvrir le peuplement, à sortir un certain nombre de tiges, assez pour que ça soit rentable, illustre le professeur titulaire au Département des sciences du bois et de la forêt de l’Université Laval.

Ce modèle de coupe favorise les jeunes forêts qui ont des armes naturelles redoutables contre l’insecte : les monoterpènes et les tanins, des molécules chimiques. Ces composés, toxiques pour la tordeuse, sont moins abondants dans les forêts plus vieilles, ce qui ouvre toute grande la porte aux épidémies.

La forêt Montmorency à perte de vue.
Dans la forêt Montmorency, on teste différentes pratiques d’aménagement. Entre autres pour mieux protéger la forêt contre les épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette.Photo : Radio-Canada

Avec la hausse des températures, la montée vers le nord d’un autre insecte, la spongieuse, préoccupe aussi l’entomologiste.

C'est un insecte assez inquiétant parce que la tordeuse mange à peu près trois, quatre sortes d'arbres. La spongieuse en mange 130 différents.

Éric Bauce

Les modèles de simulation de sa collègue Évelyne Thiffault laissent aussi entrevoir des changements troublants. Les modèles laissent entrevoir que le réchauffement devrait, au cours des 30 prochaines années, favoriser la croissance des résineux. Ensuite le scénario change.

Nos espèces résineuses vont commencer à avoir du trouble, vont avoir plus de misère à pousser, à se régénérer. C'est d'autres espèces auxquelles on n'est pas habitués ou peu habitués en forêt boréale qui vont commencer à dominer. Donc on verrait de plus en plus d'espèces feuillues prendre le dessus tranquillement.

Évelyne Thiffault, professeure agrégée au Département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval
Évelyne Thiffault sur une terrasse surplombant une forêt.
Évelyne Thiffault, professeure spécialisée dans les sciences du bois et de la forêt, s'attend à d'importants changements dans les forêts boréales d'ici 30 ans.Photo : Radio-Canada

Dans la forêt Montmorency, la chercheuse évalue par ailleurs l’effet des coupes partielles sur la résilience et la résistance des peuplements aux changements climatiques. En coupant 30 % à 40 % du couvert forestier, les espèces pourraient mieux se reproduire et pousser plus vite qu’avec une coupe totale. Les coupes partielles favoriseraient également la séquestration du carbone.

Les forêts, des puits de carbone

Les forêts jouent un rôle important dans la lutte contre les changements climatiques, en agissant comme des puits de carbone. Elles captent le dioxyde de carbone de l’atmosphère. La photosynthèse sépare le carbone et l’oxygène.

L’oxygène est rejeté dans l’atmosphère, mais le carbone, lui, est stocké pour un temps dans les arbres et le sol. Pour un temps, parce que lorsque les arbres meurent, se décomposent ou brûlent, une bonne partie de ce qui a été piégé est relâchée dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone.

La forêt devient alors une source de carbone.

Documenter pour connaître la forêt de demain

À la station de biologie des Laurentides, à Saint-Hippolyte, un professionnel de recherche est penché au-dessus d’étranges cheminées qui émergent du sol. Ces chambres à flux de carbone, posées sur des collets, emmagasinent le CO2. À intervalles réguliers, Simon Lebel-Desrosiers mesure le niveau de CO2 émis par le sol. Son constat : la hausse de température fait grimper le flux de carbone.

Cette forêt, située au nord de Montréal, a des allures de laboratoire électronique. C’est ce qu’on appelle une forêt intelligente. Dans les parcelles expérimentales, les sols sont chauffés de 3 à 4 degrés Celsius par rapport aux conditions normales. Une équipe de chercheurs y mesure en continu une série de processus écologiques.

Nicolas Bélanger, cochercheur au Réseau Smart Forests Canada, s’intéresse par exemple à la force qu’exercent les racines pour prélever l’eau, la tension hydrique : C’est un indicateur très important qui nous permet justement d'évaluer notamment les stress hydriques potentiels liés aux changement climatique.

Le professeur et chercheur Nicolas Bélanger au travail dans la forêt expérimentale de Saint-Hippolyte.
Le professeur et chercheur Nicolas Bélanger utilise des câbles chauffants enfouis à une dizaine de centimètres de profondeur pour mesurer la tension hydrique et évaluer les stress potentiels liés au changements climatiques.Photo : Radio-Canada

L’impact des sécheresses

La disponibilité en eau affecte la production forestière. En période de sécheresse, la plupart des arbres transpirent moins. Règle générale, la quasi-totalité de l’eau qu’ils puisent est évaporée par les stomates, de petites ouvertures sur les feuilles.

Lorsqu’ils sont en stress hydrique, les arbres bloquent ces stomates. L’eau ne peut plus progresser jusqu’à la cime et le passage du gaz carbonique, essentiel à la photosynthèse, est bloqué lui aussi.

À quelques pas de là, les troncs d’une quarantaine d’érables sont revêtus de caméras, de câbles, de dendromètres et de capsules de sève. Cela permet notamment au chercheur Christoforos Pappas de faire le bilan hydrique des arbres et d’évaluer leur croissance.

Quand un arbre transpire ou subit un stress hydrique, des mouvements d’eau font rétrécir le tronc et provoquent des microvariations radiales tout au long de la journée. Les dendromètres détectent ces variations. Ces relevés servent aussi à évaluer l’impact du changement climatique sur la croissance et la période de croissance des arbres.

Des sondes, câbles chauffants, dendromètres et caméras sont fixés sur un arbre.
Le chercheur Christoforos Pappas mène une expérience dans la forêt expérimentale de Saint-Hippolyte, au nord de Montréal. C'est dans cette forêt intelligente que sont mesurés, en continu, une série de processus écologiques.Photo : Radio-Canada

Le chercheur mesure également le flux de sève brute, c’est-à-dire l’eau et les minéraux puisés dans le sol par les racines et pompés vers le haut des arbres par la transpiration. Il détermine ainsi la sensibilité de chaque espèce au stress hydrique.

Plus loin, on évalue la tolérance des érables au réchauffement climatique. Des semis de différentes provenances sur un gradient nord-sud sont disposés dans des placettes expérimentales.

Dans les placettes chauffées, le professeur Olivier Blarquez constate que la mortalité des semis est plus grande. Et les érables plus nordiques supportent mal le réchauffement climatique. Des relevés floristiques révèlent d’autre part que la biodiversité diminue de manière importante.

On va perdre au moins deux, trois, voire quatre espèces. Mais la diversité ici, elle n'est pas énorme non plus, des plantes de sous-bois.

Olivier Blarquez, cochercheur, Réseau Smart Forests Canada

Cette forêt, nichée dans les Laurentides, devrait donc éventuellement lever le voile sur bien des mystères. Elle fait partie d’un réseau pancanadien d’une quarantaine de forêts intelligentes, le réseau Smart Forests, créé par Dan Kneeshaw, pour documenter l’impact des changements climatiques.

Pour bien comprendre comment la forêt va être affectée, influencée, on a besoin de mettre nos réseaux ensemble de différentes placettes à travers le Canada.

Dan Kneeshaw, chercheur principal, Réseau Smart Forests Canada

Ainsi, pendant 10 ans, des données représentatives de tous les écosystèmes forestiers du pays permettront de perfectionner les modèles prévisionnels de croissance des forêts. L’industrie forestière et les gouvernements pourront adapter leur stratégie sylvicole en conséquence.

Tous ces travaux-là sont notre faible geste vers une meilleure compréhension et une meilleure forêt, un meilleur avenir pour nos jeunes, déclare Dan Kneeshaw.

Il est clair qu’avec l’accélération du réchauffement, la transformation silencieuse de la forêt est déjà bien amorcée.

Ça va changer. Est-ce que ça va changer pour le pire. Est-ce que ça va changer pour le mieux?

Nicolas Bélanger, cochercheur, Réseau Smart Forests Canada

Pour que la forêt de demain puisse rester en équilibre avec le climat, scientifiques et industriels devront travailler main dans la main. Mais il ne faut pas non plus sous-estimer la résilience des forêts. Après tout, elles sont le fruit de l’évolution de plusieurs millénaires, sous un climat en constant changement.

Une grande forêt boréale vue des airs avec les couleurs de l'automne.
Le Canada compte parmi les plus grandes forêts au monde, dont le tiers des forêts boréales de la planète. Photo : Radio-Canada

Le rôle de la forêt

  • Elle capte le CO2 dans l’atmosphère, le convertit en carbone et le séquestre pendant un certain temps;
  • Elle produit de l’oxygène et capte les poussières et les polluants présents dans l’air;
  • Elle retient et filtre une partie des eaux de pluie, limite les inondations et prévient l’érosion;
  • Elle abrite une remarquable diversité d’espèces végétales et animales et sert à la fois de refuge et de garde-manger;
  • La récolte, la transformation et le commerce des produits forestiers et les activités récréatives en forêt ont une immense valeur économique, sociale et culturelle.

Le reportage de France Beaudoin et de Michel Sylvestre est diffusé à La semaine verte le samedi à 17 h et le dimanche à 12 h 30 à ICI Télé. À ICI RDI, ce sera le dimanche à 20 h.

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